ESTAÇÃO DE REFERÊNCIA DA QUALIDADE DO AR

Transcrição

1 ESTAÇÃO DE REFERÊNCIA DA QUALIDADE DO AR REFERENCE STATION OF AIR QUALITY RELATÓRIO DA QUALIDADE DO AR REPORT AIR QUALITY - ANO DIRECÇÃO-GERAL DO AMBIENTE Ministério do Ambiente ALFRAGIDE Março, 2002

2 Título RELATÓRIO DA QUALIDADE DO AR ANO 2001 Edição INSTITUTO DO AMBIENTE Ministério do Ambiente e do Ordenamento do Território Tiragem 20 exemplares Data de Edição Março

3 Coordenação João Matos Manutenção e gestão da estação Álvaro Bandeira Marques Nuno Silva Validação dos dados João Maria Xavier Nuno Silva Redacção João Maria Xavier Tratamento dos dados Álvaro Bandeira Marques Carla Sacramento João Matos Nuno Silva Agradecimentos A determinação da composição química das partículas PM10, foi realizada pelo Sector dos Metais do. Aos colegas Isabel Moura, Arlanda Almeida, Ana Paula Quintino, Alberto Luzio, Raquel Quendera, Ana Teresa Gramacho 3

4 Índice Índice de figuras RESUMO 1. Introdução 2. Caracterização do local de amostragem 3. Metodologia 4. Apresentação dos dados meteorológicos Temperatura Humidade Relativa e radiação solar Precipitação e ph Direcção e intensidade do vento 5. Apresentação e análise dos dados da Qualidade do Ar Óxidos de azoto Ozono Monóxido de carbono Partículas em Suspensão PTS, PM10 e PM2, Composição química relativa aos principais compostos metálicos nos aerossóis PM Origem e higroscopicidade do aerossol carbonáceo em atmosferas urbanas Compostos orgânicos voláteis específicos (BTEX) Aldeídos e Cetonas 6. Conclusões 4

5 ANEXOS Anexo I - Evolução das concentrações médias diárias de NO2, O3 e CO analisadas no ano de 2001, na Estação da Qualidade do Ar do IA Anexo II - Valores normativos de qualidade do ar para os vários poluentes Anexo III - Poluentes analisados, métodos de medição e equipamento Anexo IV - Valores medidos, com base nos quais foram elaborados os gráficos apresentados 5

6 Índice de figuras: Figura 1. Localização da Estação da Qualidade do Ar da Direcção Geral do Ambiente, Bairro do Zambujal, Alfragide-Amadora. Figura 2. Variação dos valores da temperatura média mensal do ar, durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 3. Temperaturas mensais máximas e mínimas absolutas verificadas durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 4. Variação dos valores médios mensais da humidade relativa (%) e radiação solar (Kw/m 2 ), verificadas na Estação de Referência do IA. Figura 5. Variação dos valores totais de precipitação registada mensalmente durante o ano de 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 6. Período de recolha, precipitação recolhida (mm) e respectivo valor de ph analisado, na estação do IA. Figura 7. Variação registada na direcção dos ventos, ao longo das quatro estações do ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 8. Variação da intensidade média do vento à superfície, verificada na Estação de Referência do IA, ao longo dos meses do ano Figura 9. Evolução das concentrações médias mensais de NO2 obtidas na Estação de Referência do IA, durante o ano Figura 10. Percentis das concentrações médias horárias de dióxido de azoto (NO2), obtidas durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 11. Variação das concentrações médias de NO2 e NOx, registadas na Estação de Referência do IA, ao longo do ano Figura 12. Evolução das concentrações médias mensais de O3 obtidas na Estação de Referência do IA, durante o ano Figura 13. Percentis das concentrações de ozono (O3), obtidos com base em médias horárias durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. 6

7 Figura 14. Percentis das concentrações de ozono (O3), tendo por base as médias de 8 horas consecutivas, durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 15. Percentis das concentrações de ozono (O3), tendo por base as médias diárias obtidas no ano de 2001, na Estação do IA. Figura 16. Evolução das concentrações médias mensais de CO, obtidas na Estação de Referência do IA, durante o ano Figura 17. Percentis das concentrações de monóxido de carbono (CO), tendo por base as médias horárias durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 18. Frequências acumuladas das concentrações de monóxido de carbono (CO), obtidas com base em médias de 8 horas consecutivas deslizantes no ano 2001, na Estação do IA. Figura 19. Frequências acumuladas das concentrações de monóxido de carbono (CO), obtidas com base em médias diárias durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Figura 20. Variação da concentração média das partículas PM10 e PM2,5 determinadas em períodos de 24 horas, ao longo do ano 2001, na estação do IA. Figura 21. Evolução do valor médio de partículas totais em suspensão PM10 e PM2,5 por estações do ano, na Estação de Referência do IA. Figura 22. Variação da concentração média das partículas PTS determinadas em períodos de 24 horas, ao longo do ano 2001, na estação do IA. Figura 23. Percentis das concentrações médias de PTS (Hi-Vol) analisadas pela Estação de Referência do IA durante o ano Figura 24- Concentrações médias relativas aos principais compostos metálicos, analisados nos aerossóis PM10, recolhidos na estação de qualidade do ar do IA. Figura 25. Composição química média das partículas PM10, relativamente aos compostos metálicos em análise, obtidas na Estação de Referência do IA no ano de Figura 26. Composição química média das partículas PM10, relativamente aos compostos metálicos em análise, divididas por estações de ano, na Estação de Referência do IA no ano de

8 Figura 27. Distribuições médias da dimensão das partículas, do carbono elementar (CE) e carbono orgânico (CO), obtidas na Estação de Referência da qualidade do ar, em Alfragide. Figura 28. Evolução das concentrações médias mensais dos compostos aromáticos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos, na Estação de Referência do IA, durante o ano Figura 29. Variação da concentração de acetaldeído e formaldéido em amostras de 24 horas recolhidas, ao longo do ano 2001, na estação do IA. 8

9 RESUMO No presente relatório, procede-se à apresentação e análise dos valores das concentrações dos poluentes atmosféricos recolhidos durante o ano 2001, na Estação de Referência da Qualidade do Ar, do Instituto do Ambiente (IA), localizada em Alfragide. Ao longo do ano de 2001, esta estação monitorizou em contínuo os principais poluentes atmosféricos, os óxidos de azoto (NO-NO2-NOx); ozono (O3); monóxido de carbono (CO); compostos orgânicos voláteis (COV s), nomeadamente o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX); e ainda, os parâmetros meteorológicos: temperatura, intensidade e direcção do vento, humidade relativa, radiação solar e precipitação. Em amostragens pontuais foi determinado o ph da precipitação, a concentração de aldeídos e as concentrações de partículas em suspensão no ar ambiente com dimensões inferiores a 10 µm (PM10) e inferiores a 2,5 µm (PM2,5). Por último, foi ainda analisada, em algumas amostras de aerossóis PM10, a sua composição química relativa aos principais metais e, em cooperação com a Universidade de Aveiro Departamento do Ambiente e Ordenamento, as suas distribuições médias relativamente à dimensão das partículas e distribuição do carbono elementar (CE) e do carbono orgânico (CO). Relativamente aos resultados das medições efectuadas aos poluentes atmosféricos analisados, ao longo do ano 2001, salientamos o seguinte: - Na variação da concentração atmosférica dos poluentes analisados, foi evidente a influência das condições atmosféricas particulares que se desenvolveram ao longo do ano em análise. Com um início de ano particularmente chuvoso e um final de ano seco e frio, a totalidade dos poluentes apresentaram níveis de concentrações mais elevadas nos últimos meses do ano. - Apesar de, relativamente ao NO2, O3 e CO, terem ocorrido violações a alguns valoreslimites estipulados pela legislação, podemos afirmar que, de uma maneira geral, as concentrações dos poluentes analisados não apresentaram valores muito elevados. 9

10 ABSTRACT In the present report it s presented and evaluated the concentrations of the atmospheric pollutants, continually measured during 2001, in the Air Quality Reference Station of the Instituto do Ambiente (IA), situated in Alfragide. During 2001, this station analyzed in continuous the principal atmospheric pollutants: oxides of nitrogen (NO NO2 NOx); ozone (O3);carbon monoxide (CO); specific volatile organic compounds (VOC s) as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX); and the meteorological parameters temperature wind intensity and direction, relative humidity, solar radiation and precipitation. In punctual samplings were evaluated the ph of the precipitation, the concentration of aldehydes and the concentration of particular matter with dimensions smaller than 10 µm (PM10) and smaller than 2,5 µm (PM2,5). In some PM10 aerosol samples was also analyzed there chemical constitution relative to the capital metals and, in cooperation with the University of Aveiro Department of Environment and Planning, the average distribution of the particles dimensions and the distribution of the elemental carbon (EC) and the organic carbon (CO). Concerning the measures results of the atmospheric pollutants analyzed, during 2001, we stress the following: - The variation in the concentrations of the pollutants analyzed, show the evident influence of the particular atmospheric conditions that were developed during the year in analyze. With the beginning of the year especially rainy, and the end of the year dry and cold, all the pollutants presented a higher concentration level in the last months of the year. - Even if there were some violations of some limit-values, for the NO2, O3 and CO, we can say that, in a general way, the concentrations, of the pollutant analyzed, are not very high. 10

11 1. Introdução Este relatório tem como objectivo a apresentação e análise dos valores das concentrações dos poluentes atmosféricos, analisados durante o ano 2001, na Estação de Referência da Qualidade do Ar, sediada no Instituto do Ambiente (IA) em Alfragide. O relatório começa por uma breve descrição da localização da Estação e da metodologia utilizada no tratamento estatístico da informação recolhida. Em seguida, procede-se à apresentação e análise dos dados meteorológicos e da qualidade do ar para os diferentes poluentes, terminando com a apresentação das conclusões. Em contínuo, e ao longo do ano 2001, foram registados os valores relativos às medições das concentrações atmosféricas de óxidos de azoto (NO-NO2-NOx) ozono (O3), monóxido de carbono (CO), compostos orgânicos voláteis (COV s), nomeadamente o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX). Ao longo do ano, foi ainda determinada, semanalmente, a concentração diária de aldeídos e a um ritmo bissemanal as concentrações de partículas em suspensão no ar ambiente com dimensões inferiores a 10 µm (PM10) e inferiores a 2,5 µm (PM2,5). Por último, e de uma forma pontual, foi ainda determinada a composição química dos aerossóis PM10 e, em cooperação com a Universidade de Aveiro Departamento do Ambiente e Ordenamento, as suas distribuições médias relativamente à dimensão das partículas e distribuição do carbono elementar (CE) e do carbono orgânico (CO). Simultaneamente, e atendendo à sua influência nos valores das concentrações dos diversos poluentes, foi registada a informação relativa aos parâmetros meteorológicos: intensidade e direcção do vento, humidade relativa, radiação solar, temperatura, pluviosidade e respectivo ph. Em Anexo são apresentados os valores normativos da qualidade do ar para os vários poluentes constantes da legislação aplicável, os métodos de medição adoptados e o equipamento de análise utilizado (Anexo III). No Anexo IV, encontram-se os valores respeitantes aos poluentes analisados, incluindo os parâmetros meteorológicos, com base nos quais foram elaborados os gráficos e tabelas apresentados no decurso deste relatório. Os valores médios (máximos e mínimos) mensais respeitantes às variações da temperatura constam das tabelas I e II do Anexo IV; por sua vez os valores referentes à humidade relativa, radiação solar, quantidade de precipitação e respectivo ph, são mostrados nas tabelas III, IV e V do mesmo Anexo. 11

12 2. Caracterização do local de amostragem A estação de Referência da Qualidade do Ar do Instituto do Ambiente, encontra-se localizada numa estrutura em anexo às suas instalações, sitiadas no Bairro do Zambujal em Alfragide, concelho da Amadora, cujas coordenadas são N, e W, encontrando-se a uma altitude de 109 metros em relação ao nível do mar. Figura 1. Localização da Estação de Referência Qualidade do Ar do Instituto do Ambiente, Bairro do Zambujal, Alfragide - Amadora. Na Figura 1, podemos verificar que a Estação encontra-se localizada na região limítrofe da cidade de Lisboa, perto do Parque Natural de Monsanto e na proximidade de duas vias com grande intensidade de tráfego diário, o IC 19 (Lisboa/Sintra) e a CRIL (via rápida de ligação da autoestrada A5-Cascais/Lisboa à 2ª Circular). A Estação encontra-se instalada numa estrutura pré-fabricada, climatizada, de forma a garantir as condições de referência no respeitante à temperatura e humidade. De acordo com as suas características e localização, a estação foi classificada pelo critério EUROAIRNET como uma Estação Urbana de Fundo. 12

13 3. Metodologia Previamente a qualquer tipo de tratamento estatístico realizado com os dados recolhidos no ano 2001, estes foram sujeitos a um processo de validação que consiste na identificação e remoção de dados anómalos resultantes de uma série de factores tais como: falhas do equipamento, erros humanos, falhas de corrente eléctrica, contaminações, etc. A análise dos diferentes poluentes foi realizada a partir das concentrações médias horárias fornecidas pelos analisadores, à excepção dos aldeídos e das partículas em suspensão (PM10 e PM2,5), que foram analisados com base em concentrações médias diárias. No tratamento estatístico dos dados referentes a cada poluente foram determinadas as concentrações médias mensais e, no caso do monóxido de carbono e do ozono, o valor médio diário (24 horas) e as médias de 8 horas consecutivas (deslizantes ou fixas). A análise da variação registada nos valores das concentrações dos poluentes é efectuada, sempre que possível, por comparação com a legislação em vigor para esse poluente, sendo também feitas referências aos valores da legislação comunitária e da OMS (Organização Mundial de Saúde). A maioria desta legislação encontra-se estabelecida com base em valores-guia ou valores-limites definidos por percentis, pelo que, sempre que necessário, estes foram calculados. Os valores normativos da qualidade do ar para os poluentes analisados em contínuo, estabelecem, para o cálculo das grandezas estatísticas, um mínimo de 75% dos valores possíveis durante o ano civil, período de 1 de Janeiro a 31 de Dezembro. Relativamente ao ano em análise, nenhum dos parâmetros em análise foi inferior a este limite, tendo-se obtido para o NO2 uma percentagem de 97,5% do total dos dados, para o Ozono de 96,4%, para o CO de 94,7% e para os COV s (BTEX) 92,7%. 13

14 4. Apresentação dos dados meteorológicos A apresentação dos dados meteorológicos recolhidos ao longo do ano de 2001, incluem os valores da temperatura, humidade relativa, radiação solar, direcção e intensidade do vento e os valores respeitantes à precipitação e respectivo ph Temperatura Na Figura 2, encontra-se representada a evolução da temperatura média do ar (ºC) registada, ao longo do ano 2001, na Estação de Referência de qualidade do ar do IA Temperatura (ºC) Temperatura média 10 8 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 2. Variação dos valores da temperatura média mensal do ar, durante o ano 2001, na Estação de Referênciado IA. Como podemos verificar, os valores das temperaturas médias mensais no ano de 2001, apresentaram uma variação de acordo com as diferentes estações do ano, sendo apenas de salientar uma acentuada quebra da temperatura nos dois últimos meses do ano, os quais foram particularmente frios. O mês de Dezembro constituiu o mês mais frio com um valor médio de 9,6 ºC, enquanto o mês de Agosto representou o mês mais quente com um valor médio de 22,1 ºC. No seu conjunto a temperatura média do ar no ano 2001 foi de 16,4 ºC. Na Figura 3, encontram-se representadas as temperaturas máximas e mínimas mensais, registadas no ano 2001, na Estação de Referênciado IA. 14

15 Temperatura máxima Temperatura mínima Temperatura (ºC) JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 3. Temperaturas extremas mensais (máximas e mínimas absolutas) verificadas durante o ano 2001, na Estação do IA. Da análise da Figura 3, podemos verificar que as temperaturas máximas registadas, entre os meses de Maio a Setembro, se aproximaram bastante do máximo anual registado no mês de Junho, com um valor de 36ºC. Enquanto, em relação ao valor mínimo da temperatura do ar, podemos confirmar que os valores das temperaturas registadas nos dois últimos meses do ano se destacaram bastante do verificado nos restantes meses, tendo-se alcançado no mês de Dezembro o valor mínimo de apenas 2,3ºC, seguido pelo mês de Novembro com 2,8 ºC. 15

16 Humidade Relativa e radiação solar Na Figura 4, encontra-se representado graficamente a variação das médias mensais da humidade relativa (%) e da radiação solar (Kw/m 2 ), ao longo do ano de 2001, na Estação de Referênciado IA. Humidade Relativa (%) Humidade relativa Radiação solar JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 0,17 0,15 0,13 0,11 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01-0,01 Radiação Solar (Kw/m 2 ) Figura 4. Variação dos valores médios mensais da humidade relativa (%) e radiação solar (Kw/m 2 ), verificadas na Estação de Referênciado IA. Da análise da Figura 4, podemos verificar que, relativamente ao teor de humidade (%), o ano 2001, caracterizou-se por apresentar duas situações bem distintas: os primeiros meses do ano (de Janeiro a Março) foram particularmente húmidos, em oposição com os dois últimos meses que apresentaram um teor médio de humidade abaixo do normal para essa época. Em relação aos restantes meses, eles apresentaram valores que se encontram de acordo com as suas respectivas épocas do ano. Para o conjunto dos dias em análise o teor médio da humidade relativa foi de 67,5%. Relativamente aos valores da radiação solar, podemos considerar que eles apresentaram um comportamento e intensidades semelhantes ao registado em anos anteriores (Ver Relatório anual da qualidade do ar na estação do ar do IA Ano 2000). 16

17 Precipitação e ph No gráfico da Figura 5, encontra-se representado graficamente os valores da precipitação total registada, ao longo dos meses ano 2001, na Estação de Referênciado IA. 250 Precipitação Total (mm/mês) Precipitação (mm) 0 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 5. Variação dos valores totais de precipitação registada mensalmente durante o ano de 2001, na Estação de Referênciado IA. Como podemos observar, os valores mensais de precipitação registada no ano 2001, apresentaram um comportamento bastante variável e, em alguns casos, intensidades completamente atípicas. Neste contexto, destacam-se os baixos índices de pluviosidade registados durante os meses de Novembro e Dezembro, em oposição, com os três primeiros meses do ano, que foram particularmente chuvosos. Para o conjunto dos dias em análise, o valor médio estimado foi de 74 mm/mês, num total de precipitação registada de 884 mm/ano. Periodicamente ao longo do ano de 2001, e perfazendo um total de 44 amostras, foi analisada o ph da precipitação cujos resultados se encontram representados na Figura 6. 17

18 Precipitação (mm) Escala de ph /3 Jan 5/6 Jan 9/11 Jan 17/18 Jan 22/23 Jan 24/25 Jan 26/29 Jan 5/6 Fev 7/8 Fev 9/10 Fev 1/2 Mar 6/9 Mar 16/20 Mar 26/27 Mar 5/6 Abr 2/3 Mai 11/14 Mai 9/10 Jun 8/9 Out 17/18 Out 27/28 Out 14/16 Dez Precipitação (mm) Escala de ph Figura 6. Período de amostragem, precipitação recolhida (mm) e respectivo valor de ph analisado, na estação do IA. Da análise da Figura 6, podemos verificar que a variação do ph da precipitação, ao longo do ano 2001, apresentou um comportamento relativamente estável em torno da neutralidade, com excepção dos últimos meses do ano onde se verificou um ligeiro aumento da sua alcalinidade. Esta variação registada, poderá estar associada à deposição das partículas minerais (carbonatos, silicatos, etc.), resultantes dos episódios de transporte de areias do Saara registados no final do ano (dias 11 e 30 de Outubro) Direcção e intensidade do vento 18

19 Nos gráficos da Figura 7, podemos observar a predominância da direcção dos ventos segundo as respectivas quatro estações do ano. As quais foram representadas pelos seguintes meses: Inverno - Janeiro, Fevereiro e Março; Primavera - Abril, Maio e Junho; Verão - Julho, Agosto e Setembro; Outono - Outubro, Novembro e Dezembro. NO ONO O NNO Inverno N 700 NNE 500 NE 300 ENE E Primavera N NNO 700 NNE NO 500 NE ONO ENE O -100 E OSO ESE OSO ESE SO SSO S SSE SE SO SSO S SSE SE Verão Outono NNO NO N NNE NE NO NNO N NNE NE ONO ENE ONO ENE O -100 E O -100 E OSO ESE OSO ESE SO SSO S SSE SE SO SSO S SSE SE Figura 7. Variação registada na direcção dos ventos, ao longo das quatro estações do ano 2001, na estação da qualidade do ar do IA. Da análise dos gráficos da Figura 7, podemos verificar que nas estações da Primavera e Verão, a direcção dos ventos repartiu-se principalmente pelos quadrantes NNO-N e SSO, enquanto, no Outono ocorreu uma distribuição dos ventos com maior predominância de NNE-NE. Relativamente ao Inverno, caracterizou-se por uma predominância de ventos de direcção SO- SSO. Figura 8. Variação da intensidade média mensal do vento à superfície, na Estação do IA, no ano 19

20 Velocidade média Velocidade média (Km/h) JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ A Figura 8, representa a variação da intensidade média do vento, verificada na Estação de IA, ao longo dos meses do ano de Como podemos observar, a intensidade do vento ao longo do ano 2001, apresentou um comportamento irregular, e caracterizado por alguma alternancia na intensidade entre os meses. Podemos verificar ainda que, numa primeira parte do ano verificaram-se intensidades médias de vento mais elevadas do que o verificado na parte final do ano, onde se registou alguma acalmia. Os meses de Janeiro, Março e Julho foram aqueles que apresentaram valores médios mais elevados da intensidade do vento, ao contrário dos meses de Setembro e Outubro, onde se registaram os valores mais baixos. A média anual da intensidade do vento foi de 12,4 Km/h. As intensidades do vento mais elevadas registadas no início do ano deverão, por certo, ter contribuído para uma maior dissipação dos poluentes na atmosfera durante este período, em oposição, a acalmia verificada na parte final do ano terá favorecido para o aumento das suas concentrações. 5. Apresentação e análise dos dados da Qualidade do Ar 20

21 5.1 - Óxidos de azoto Os óxidos de azoto resultam da reacção do azoto com o oxigénio durante a combustão a altas temperaturas (centrais térmicas, veículos automóveis, etc.). Estes gases contribuem para acidificação do ambiente e, em conjunto com os hidrocarbonetos, para a formação da poluição fotoquímica pelo ozono. Figura 9. Evolução das concentrações médias mensais de NO2 obtidas na Estação de Referência do IA, durante o ano Ao somatório das concentrações de NO e NO2, é habitualmente designado por óxidos de azoto (NOx). Em termos de efeitos na saúde o NO2 é muito mais importante que o NO, o que Concentração média NO2 Concentração (µg/m 3 ) JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ explica que a legislação apenas fixe valores-limite e guia para o NO2. No Anexo I, Figura I, encontra-se representado graficamente a evolução das concentrações médias horárias de NO2, analisadas durante o ano de 2001, na Estação do IA. No gráfico da Figura 9, apresenta-se a evolução média mensal dos valores registados para o NO2, no ano (tabela VIII, Anexo IV). A variação da concentração média mensal de NO2, no ano de 2001, pode caracterizar-se por duas fases distintas; uma primeira fase compreendida entre Janeiro e Setembro em que, apesar de ocorrerem algumas oscilações, a concentração apresentou níveis relativamente estáveis e baixos, seguindo-se uma fase que se caracterizou por um crescimento exponencial da sua concentração, tendo-se atingindo o valor máximo no mês de Dezembro com 84 µg/m 3, logo seguido pelo mês de Novembro com 69 µg/m 3. 21

22 Os baixos níveis da concentração de NO2 registados nos primeiros meses do ano podem-se atribui à elevada precipitação e maiores intensidades de vento registadas nos primeiros meses do ano e, durante os meses de Verão, à diminuição do tráfego automóvel em consequência da época de férias. Relativamente aos últimos meses do ano, por terem sido bastantes secos, frios e com menores intensidades de vento, verificou-se um aumento progressivo da concentração. Os valores fixados na legislação portuguesa e comunitária para o NO2 referem-se a períodos de 1 ano, sendo definidos valores-limite e valores-guia tendo por base os percentis dos valores médios horários. No gráfico da Figura 10, apresenta-se a distribuição dos percentis das concentrações médias horárias de NO2. Percentil Concentração (µg/m 3 ) Figura 10. Percentis das concentrações médias horárias de dióxido de azoto (NO2), obtidas durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Comparando os valores fornecidos pela Figura 10, com a Legislação Nacional (Portaria 286/93), podemos ver que o valor-guia para o NO2 estabelecido para o percentil 50 não foi ultrapassado, tendo-se obtido um valor de 29 µg/m 3, enquanto o valor-guia para esse percentil é 50 µg/m 3. Relativamente ao valor-guia estabelecido pelo percentil 98 verificamos que o valor obtido de 165 µg/m 3 ultrapassa o estabelecido de 135 µg/m 3, embora não chegue a atingir o seu valorlimite de 200 µg/m 3. (tabela II, Anexo II e tabela X, Anexo IV). Para este poluente foi registado um valor médio horário máximo de 998 µg/m 3 e um valor máximo diário de 230 µg/m 3, ultrapassando ambos os valores os máximos recomendados pela legislação comunitária e da OMS para a protecção da saúde, de 400 µg/m 3 para a média horária 22

23 e 150 µg/m 3 para a média diária. A média horária obtida para todo o período de medição (ano) foi de 43 µg/m 3, o que ultrapassa igualmente, o valor recomendado para protecção da vegetação pela legislação comunitária e pela OMS, de 40 µg/m 3. Relativamente ao NOx, e tal como se disse anteriormente, a legislação não estabelece quaisquer valores-limite ou guia, pelo que, em relação ao total dos óxidos de azoto apenas se apresenta a variação da sua concentração média mensal em comparação com os valores obtidos para o NO2 (Figura 11) Valores médios NO2 Valores médios NOx Concentração (µg/m 3 ) JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 11. Variação das concentrações médias de NO2 e NOx, registadas na Estação de Referência do IA, ao longo do ano Da análise da Figura 11, podemos verificar que a grande percentagem dos óxidos de azoto (NOx) são constituídos pelo NO2, o que implica que, a concentração de NOx acompanhe a tendência registada para o NO2. Quadros Resumo: Óxidos de azoto (NO2) Legislação Nacional e Comunitária (µg/m 3 ) Valores-guia Valor-limite P50 P98 P Valor Ano Número de violações Óxidos de azoto (NO2) Legislação Comunitária e OMS (µg/m 3 ) Valores protecção saúde Média anual Média 1h 40 (*) 200 (**) 23

24 Valor Ano Número de violações Legislação Comunitária Directiva 1999/30/CEE OMS Air Quality Guidelines for Europe (*)- margem de tolerância 2002: 16 µg/m 3 (**)- margem de tolerância 2002: 80 µg/m Ozono O ozono ao nível da troposfera (baixa atmosfera) é um gás azulado caracterizado pelo seu grande poder oxidante. Ao contrário dos outros poluentes, o ozono não tem fonte própria, formando-se a partir da acção da luz solar e na presença dos óxidos de azoto e compostos orgânicos voláteis. No Anexo I, Figura II, encontra-se representado graficamente a evolução das concentrações médias horárias de O3, analisadas durante o ano de 2001, na Estação do IA. No gráfico da Figura 12, apresenta-se a evolução média mensal dos valores de ozono analisados nesta estação Concentração média Ozono Concentração (µg/m 3 ) JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 12. Evolução das concentrações médias mensais de O3 obtidas na Estação de Referência do IA, durante o ano Como podemos verificar, na análise do gráfico da Figura 12, observa-se um aumento das concentrações médias mensais de O3 nos meses em que a intensidade luminosa e a temperatura são mais elevadas (entre Abril e Setembro). A explicação para esta ocorrência reside no facto 24

25 deste poluente, tal como se disse anteriormente, não provir directamente de fontes primárias de poluição, mas pelo contrário, ser formado na troposfera a partir da acção da luz solar na presença dos óxidos de azoto e os hidrocarbonetos, seus percursores, por meio de reacções fotoquímicas. Na definição dos valores-guia, a legislação estabelece 3 horizontes temporais a vigiar: as médias horárias, as médias de 8 horas (em termos de valores extremos) e as médias diárias (em termos de valores médios). Na Figura 13, encontram-se representados os percentis das concentrações de ozono (O3), obtidos com base em médias horárias para o ano de 2001, em medições efectuadas na Estação de Referênciado IA. Percentil Concentração (µg/m 3 ) Figura 13. Percentis das concentrações de ozono (O3), obtidos com base em médias horárias durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Da análise dos dados da Figura 13, podemos verificar a ocorrência de valores de ozono superiores ao limiar de informação à população (180 µg/m 3 ), verificando-se no entanto, que apenas por uma (1) vez este limite foi ultrapassado, mais concretamente no dia 21 de Junho entre as 16 e as 17 horas. Quanto ao limiar de protecção da vegetação referenciada na legislação para períodos de uma hora (200 µg/m 3 ) tal não foi alcançado, uma vez que o valor máximo registado foi de 186 µg/m 3. Para o ozono, e de acordo com a legislação aplicável, é ainda efectuada a análise dos valores das concentrações médias de 8 horas sem sobreposição, as quais resultam do cálculo da média com base em três períodos de oito valores horários, entre as 0 e as 8 horas, das 8 às 16 horas e das 16 às 24 horas. 25

26 O gráfico da Figura 14, representa os percentis dos valores médios de 8 horas consecutivas calculadas para este período. Percentil Concentração (µg/m 3 ) Figura 14. Percentis das concentrações de ozono (O3), tendo por base as médias de 8 horas consecutivas, durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Em relação às médias de 8 horas, podemos verificar que se registaram valores acima do limiar de protecção da saúde (110 µg/m 3 ), tendo ocorrido 5 valores acima do imposto pela legislação (correspondente a 0,45% do total das medições). O valor máximo observado foi de 123 µg/m 3. (Ver tabela II, Anexo II e tabela XII, Anexo IV). No gráfico da Figura 15, podemos observar os percentis das concentrações de ozono (O3), tendo por base as médias de 24 horas (diárias) Percentil Concentração (µg/m 3 ) 26

27 Figura 15. Percentis das concentrações de ozono (O3), tendo por base as médias diárias obtidas no ano de 2001, na Estação do IA. Partindo dos dados da Figura 15, podemos verificar que o limiar de protecção fixado para a vegetação, com um valor de 65 µg/m 3, foi ultrapassado frequentemente tendo-se registado um total de 87 violações diárias. O valor máximo registado foi de 100 µg/m 3. Quadros Resumo: Ozono (O3) Legislação Nacional e Comunitária (µg/m 3 ) Número de violações 2001 Limiar protecção Vegetação Limiar Protecção Saúde Limiar informação população Limiar alerta à população Média 24h Média 1h Média 8h Média 1h Média 1h Ozono (O3) OMS (µg/m 3 ) Valor recomendado protecção Vegetação Valor recomendado protecção Saúde Média 24h Média 1h Média 1h Média 8h Número de violações (*) 17 (*) (*) Na determinação do número de violações considerou-se o limite inferior do intervalo estipulado. Legislação Nacional Portaria 623/96 Legislação Comunitária Directiva 92/72/CEE OMS Air Quality Guidelines for Europe 5.3 Monóxido de carbono (CO) O monóxido de carbono é um produto da combustão sendo, de entre todos os poluentes característicos do tráfego rodoviário, o indicador mais importante da poluição automóvel. No Anexo I, Figura III, encontra-se representado graficamente a evolução das concentrações médias horárias de CO, analisadas durante o ano de 2001, na Estação do IA. 27

28 Na Figura 16, podemos observar o gráfico da evolução das concentrações médias mensais de CO, ao longo dos meses do ano Concentração média CO Concentração (µg/m 3 ) JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 16. Evolução das concentrações médias mensais de CO, obtidas na Estação de Referência do IA, durante o ano Como podemos verificar, e tal como o registado para o NO2, a concentração de CO referente aos meses entre Janeiro e Setembro manteve-se num nível de concentração relativamente baixo e constante, verificado-se, para os últimos meses do ano, um aumento progressivo da sua concentração média. Esta variação registada na concentração de CO, pode ser justificada pelos mesmos motivos que os referenciados para o caso do NO2, ou seja, inicialmente devido à elevada precipitação e maiores intensidades do vento e, durante os meses de Verão à diminuição do tráfego automóvel. Nos últimos meses do ano, sem estes factores a atenuarem a presença concentração deste poluente, verifica-se um aumento progressivo da sua concentração, atingindo-se o valor médio máximo no mês de Dezembro com 812 µg/m 3. O valor mínimo da concentração de CO foi obtido no mês de Abril com 323 µg/m 3. Na legislação nacional os valores-limite são indicados com base nos horizontes temporais: médias horárias e médias de 8 horas consecutivas; enquanto os valores-guia são comparados com valores médios diários. 28

29 Nos gráficos das Figuras 17 e 18, podemos observar a distribuição dos percentis respeitantes às concentrações médias horárias e às médias de 8 horas consecutivas deslizantes (em que a cada hora corresponde uma média das 8 anteriores), relativas às concentrações de monóxido de carbono Percentil Concentração (µg/m 3 ) Figura 17. Percentis das concentrações de monóxido de carbono (CO), tendo por base as médias horárias durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA Percentil Concentração (mg/m3) Figura 18. Frequências acumuladas das concentrações de monóxido de carbono (CO), obtidas com base em médias de 8 horas consecutivas deslizantes no ano 2001, na Estação do IA. Dos valores fornecidos pelas Figuras 17 e 18, podemos verificar que não foram ultrapassados os valores-limite impostos pela legislação nacional ( µg/m 3 - média horária; µg/m 3 - média de 8 horas consecutivas deslizantes), tendo-se obtido como valores máximos µg/m 3 e µg/m 3, respectivamente. 29

30 Em relação ao monóxido de carbono, e por indicação da legislação, analisam-se também o valor máximo das concentrações médias de 24 horas (Figura 19) Percentil Concentração (µg/m 3 ) Figura 19. Frequências acumuladas das concentrações de monóxido de carbono (CO), obtidas com base em médias diárias durante o ano 2001, na Estação de Referência do IA. Como podemos verificar o valor máximo diário, 4689 µg/m 3, ultrapassa em muito o valor-guia indicado pela legislação nacional (1000 µg/m 3 ), tendo este sido ultrapassado num total de 40 dias. De igual forma, também foi ultrapassado o valor recomendado para a saúde pela OMS (700 µg/m 3 ), num total de 91 dias. Quadros Resumo: Monóxido de carbono (CO) Legislação Nacional (µg/m 3 ) Valor-guia Valor-limite Média 24h Média 1h Média 8h Número de violações Monóxido de carbono (CO) OMS (µg/m 3 ) Valor recomendado protecção Saúde Média 24h Média 1h Média 8h Número de violações Legislação Nacional Portaria 286/93 OMS Air Quality Guidelines for Europe 5.4 Partículas em Suspensão PTS, PM10 e PM2,5 30

31 Os métodos analíticos de medição das Partículas Totais em Suspensão (PTS) no ar ambiente estabelecidos na legislação Portuguesa (Portaria n.º 286/93 de 12 Março), reportam-se aos métodos dos Fumos Negros e ao Gravimétrico (Hi-Vol), sendo este último referenciado como o método de referência. De acordo com a Directiva 1999/30/CE do Conselho da Europa, de 22 de Abril de 1999, e no respeitante às partículas em suspensão na atmosfera, as concentrações de PM10, (partículas em suspensão susceptíveis de passar através de um filtro selectivo com 50% de eficiência para um diâmetro aerodinâmico inferior a 10 µm), passarão a ser de avaliação obrigatória, a partir de 1 de Julho de Atendendo à entrada em vigor desta nova legislação, sensivelmente a meio do ano em análise, entendeu-se, neste ano de transição, realizar a avaliação da concentração de partículas no ar ambiente de acordo com as duas legislações, ou seja, através do cálculo das PTS (legislação vigente no início do ano) e da determinação das PM10 (nova legislação) (tabela IV, Anexo II). Ao longo do ano 2001, e apesar de ainda não estarem sujeitas a qualquer tipo de legislação, foram também analisadas a concentração em partículas PM2,5. No total do ano 2001 foram analisadas um total de 148 amostras de PM10 (Hi-Vol) e de 151 de PM2,5 (Figura 20). Concentração (µg/m 3 ) Valor-limite PM : 70 µg/m 3 23-Jan 06-Fev 20-Fev 06-Mar 20-Mar 03-Abr 17-Abr 01-Mai 15-Mai 29-Mai 12-Jun 26-Jun 10-Jul 24-Jul 07-Ago 21-Ago 04-Set 18-Set 02-Out 16-Out 30-Out 13-Nov 27-Nov 11-Dez 25-Dez Concentração PM10 Concentração PM2,5 Figura 20. Variação da concentração média das partículas PM10 e PM2,5 determinadas em períodos de 24 horas, ao longo do ano 2001, na estação do IA. Na Figura 20, podemos observar que a variação registada na concentração de partículas PM2,5, acompanha a tendência registada para as partículas PM10, registando-se um aumento da sua concentração ao longo do ano. A média anual de partículas PM10 foi de 45,1 µg/m 3, enquanto para as partículas PM2,5 alcançou-se um valor médio de 23 µg/m 3. 31

32 A variação registada da concentração de partículas no ar ambiente, ao longo do ano, está também relacionada com os factores que influenciaram o desenvolvimento da variação verificada para o NO2 e o CO, ou seja, o elevado índice de pluviosidade e intensidade de vento nos primeiros meses do ano, em oposição com o registado nos últimos meses e, durante os meses de Verão. No entanto, a concentração das partículas no ar ambiente está também associado à ocorrência de episódios de origem natural, como é o caso do transporte de areias com origem Sahariana. Não se podendo controlar este tipo de acontecimento natural, a identificação da origem das partículas retidas nos filtros é assim de grande importância, de modo a que, em dias onde estes fenómenos ocorram, o país não seja sujeito a qualquer tipo de contabilização ou punição legislativa. Actualmente, a identificação destes episódios pode ser realizada de duas formas: através de análises químicas relativamente ao conteúdo em carbono elementar e partículas minerais (carbonatos, silicatos, ferro, etc.) ou através da análise de fotografias de satélite onde, se pode visualizar o deslocamento e regiões afectadas pela deposição de partículas com origem Sahariana. Estas fotografias de satélite, de fácil acesso e interpretação, encontram-se disponíveis na internet em sites especializados, entre os quais: Relativamente ao ano em análise, foi possível identificar dois (2) dias onde, a concentração de partículas analisadas na estação da qualidade do ar do IA, sofreu a influência e acréscimos de partículas com origem Sahariana. Os dias referidos são os dias 11 e 30 de Outubro os quais foram, tal como seria de esperar, caracterizados por elevadas concentrações de partículas PM10, respectivamente 129 µg/m 3 e 120 µg/m 3. A identificação destes episódios foi realizada através da observação por imagens de satélite da dispersão (Fotografia I e II), e do trajecto percorrido por essas partículas, ao longo dos quatro dias precedentes aos episódios referenciados (Fotografias III e IV). 32

33 Fotografia I - Fotografia de satélite relativa à dispersão e área de influência de partículas na atmosfera com origem Sahariana, no dia 11 de Outubro de (Fonte: //jwocky.gsfc.nasa.gov) Fotografia II - Fotografia de satélite relativa à dispersão e área de influência de partículas na atmosfera com origem Sahariana, no dia 30 de Outubro de (Fonte: //jwocky.gsfc.nasa.gov) 33

34 Fotografia III Deslocação de diferentes massas de partículas atmosféricas com origem Sahariana, entre os dias 8 e 11 de Outubro de 2001, registadas a diferentes altitudes. (Fonte: NOAA- National Oceanic Atmospheric Administration) Fotografia IV - Deslocação de diferentes massas de partículas atmosféricas com origem Sahariana, entre os dias 27 e 30 de Outubro de 2001, registadas a diferentes altitudes. (Fonte: NOAA- National Oceanic Atmospheric Administration) 34

35 Relativamente ao dia 11 de Outubro, foi ainda possível confirmar a origem das partículas com base em análises químicas. No Quadro 1, encontram-se os resultados obtidos nessas análises: Quadro 1. Análise química relativa ao teor de carbono, realizada no dia 11 de Outubro de 2001, em partículas PM10 recolhidas na estação do IA. Dia Amostragem CO µg/m3 CE µg/m3 C TOTAL µg/m3 CO/CT CE/CT CO3 µg/m3 11/10/01 PM ,4 23,4 0,64 0,27 1,95 A característica deste tipo de partículas com origem Sahariana é que, dada a sua origem, elas são enriquecidas em partículas minerais, tais como carbonatos, silicatos, ferro e alumínio, e diminutas em carbono negro (CE), cuja principal origem resulta da combustão de combustíveis fósseis. Assim sendo, este tipo de partículas possui valores mais elevados de compostos minerais (por exemplo carbonatos) e um rácio entre CE/CT mais baixo do que é habitual. Da análise do Quadro 1, podemos verificar que no dia 11 de Outubro verificaram-se estas duas características, facto que nos permite, juntamente com a fotografia de satélite respectiva, confirmar a influência deste tipo de partículas e justificar a ultrapassagem do valor-limite, estabelecido na legislação para a concentração de partículas atmosféricas, neste dia. Com o objectivo de tornar mais fácil a visualização da evolução das concentrações de partículas ao longo do ano 2001, na Figura 21, representa-se as concentrações médias das Partículas PM10 e PM2,5 divididas por estações do ano. Nesta análise os dados de Janeiro, Fevereiro e Março constituíram o Inverno. Para a Primavera considerámos os meses de Abril, Maio e Junho para o Verão referimo-nos a Julho, Agosto e Setembro e para o Outono a Outubro, Novembro e Dezembro. 50 C oncentração PM10 C oncentração PM2,5 Concentração (µg/m 3 ) Inverno Prim avera Verão Outono Figura 21. Evolução do valor médio de partículas em suspensão PM10 e PM2,5 por estações do ano 2001, na Estação de Referência do IA. 35

36 A partir do gráfico da Figura 21, torna-se assim evidente que, com excepção dos meses de Verão onde se verifica uma ligeira quebra, a tendência crescente registada na concentração de partículas PM10 no ano Relativamente as partículas PM2,5, a variação é semelhante à verificada para as partículas PM10, embora a ligeira quebra (não significativa), se verifique durante os meses de Primavera (Ver Anexo II, Tabela XV). É ainda possível verificar que, a proporção de partículas PM2,5 relativamente à concentração de partículas PM10, seguiu a mesma variação ao longo do ano tendo-se obtido uma percentagem média anual de 47%. A nova legislação estabelecida com base nas partículas PM10, e cuja entrada em vigor ocorreu sensivelmente a meio do ano de 2001, estabelece para este ano o valor máximo de 70 µg/m 3, a não exceder mais de 35 vezes por ano. Da análise do gráfico da Figura 20, podemos verificar que este limite foi violado por algumas vezes, mais concretamente, num total de 15 vezes. O valor máximo diário registado para o período em análise foi de 132 µg/m 3 (ver tabela XVIII, Anexo II). Em relação às médias diárias, verificamos que em 3 dias foi ultrapassado o valor recomendado pela OMS para a saúde, que é de 120 µg/m 3. Igualmente o valor-limite estabelecido com base na média anual de partículas PM10 foi ultrapassado, tendo-se obtido um valor de 45 µg/m 3 contra o valor de 40 µg/m 3, estabelecido. Relativamente às partículas totais em suspensão (PTS), e de acordo com a Directiva 80/779/CE, para se demonstrar a observância dos seus valores-limite, os dados recolhidos num analisador PM10 devem ser multiplicados por um factor de 1,2 (ver tabela XVII e XVIII, Anexo III). Pelo que, tal como seria de esperar, a variação registada das partículas PTS acompanha a verificada para as partículas PM10 (Figura 22) Concentração (µg/m 3 ) Concentração PTS Jan 06-Fev 20-Fev 06-Mar 20-Mar 03-Abr 17-Abr 01-Mai 15-Mai 29-Mai 12-Jun 26-Jun 10-Jul 24-Jul 07-Ago 21-Ago 04-Set 18-Set 02-Out 16-Out 30-Out 13-Nov 27-Nov 11-Dez 25-Dez Figura 22. Variação da concentração média das partículas PTS determinadas em períodos de 24 horas, ao longo do ano 2001, na estação do IA. 36

37 No gráfico da Figura 23, podemos observar os percentis respeitantes às concentrações médias diárias de PTS Percentil Concentração (µg/m3) Figura 23. Percentis das concentrações médias de PTS (Hi-Vol) analisadas pela Estação de Referência do IA durante o ano A legislação nacional (Portaria 286/93) estabelece para o valor-limite anual, 150 µg/m 3 (corresponde à média aritmética dos valores médios diários obtidos durante o ano) e 300 µg/m 3 para o percentil 95 (também calculado a partir dos valores médios diários obtidos durante o ano) (ver tabela V, Anexo II). Da análise do gráfico da Figura 23, podemos verificar que o valor médio anual obtido de 49 µg/m 3 não ultrapassa o respectivo valor-limite (150 µg/m 3 ), bem como no pertencil 95, o valor obtido de 100 µg/m 3, não ultrapassa o valor-limite estabelecido (300 µg/m 3 ) (ver tabela XVII, Anexo III). Quadros Resumo: PM10 Valor-limite Legislação Comunitária Média anual Média 24h (µg/m 3 ) (*) Valor Ano Número de violações (**) (*) Valor referente ao ano 2001, a não exceder mais de 35 vezes em cada ano e com uma margem de tolerância de 25 µg/m 3 em 2000, com deduções iguais todos os anos seguintes até atingir o valor-limite de 50 µg/m 3 no ano (**) Valor referente ao ano 2001, se excluirmos os dois (2) dias onde se comprovou a influência de deposição de areias com origem Sahariana. 37

38 PM10 OMS (µg/m 3 ) Valor protecção saúde Média 24h 120 Número de violações (*) Com uma margem de tolerância de 8 µg/m 3 em 2000, com deduções iguais nos anos seguintes até atingir zero (0) no ano 2005 Legislação Comunitária Directiva 1999/30/CEE OMS Air Quality Guidelines for Europe PTS Legislação Nacional (µg/m 3 ) Valor-limite Média anual P Valor Ano Legislação Nacional Portaria 286/93 38

39 5.5 Composição química relativa aos principais compostos metálicos presentes nos aerossóis PM10 Ao longo do ano 2001, foram realizadas análises quinzenais à composição química relativa às concentrações de Arsénio, Cádmio, Chumbo, Mercúrio e Níquel das partículas (PM10) retidas nos filtros. Na análise destes compostos foram utilizados diferentes métodos analíticos consoante os parâmetros em análise. Assim, para a determinação do Cádmio, Chumbo e Níquel, utilizou-se o método de espectroscopia de emissão atómica com atomização electro térmica, para o Mercúrio o método de espectroscopia de absorção atómica pela técnica do vapor frio e para o Arsénio, o método de espectroscopia de absorção atómica com gerador de hidretos. No total do ano 2001, foram analisadas 24 amostras de partículas PM10 retidas nos filtros, tendo-se obtido concentrações médias extremamente baixas, tal como podemos observar na Figura 24. 0,025 0,0229 Concentração (µg/m 3 ) 0,020 0,015 0,010 0,005 0,0073 0,0191 0,000 0,0007 0,0004 Arsénio Cádmio Chumbo Mercúrio Níquel Figura 24- Concentrações médias relativas aos principais compostos metálicos, analisados nos aerossóis PM10, recolhidos no ano 2001 na estação de qualidade do ar do IA. Concretamente em relação ao chumbo, que é o único elemento sujeito a restrições legislativas, verificamos que o valor médio obtido de 0,023 µg/m 3 é inferior ao valor admissível e estipulado na legislação portuguesa de 0,9 µg/m 3. Em percentagem, o Chumbo é, de entre os compostos metálicos analisados, o constituinte majoritário com cerca de 46% da composição química média nas partículas, em segundo lugar aparece o Níquel com 38%, seguido pelo Cádmio (14%) e, por último o Arsénio e o Mercúrio com cerca de 1% cada um (Figura 25). 39

40 Níquel 38% Arsénio 1% Cádmio 14% Mercúrio 1% Chumbo 46% Figura 25. Composição química média (%) das partículas PM10, relativa aos principais compostos metálicos analisados na Estação de Referência do IA, no ano de Na Figura 26, podemos observar a variação registada na concentração destes compostos, ao longo das quatro estações do ano As quais se consideraram representadas pelos seguintes meses: Inverno - Janeiro, Fevereiro e Março; Primavera - Abril, Maio e Junho; Verão - Julho, Agosto e Setembro; Outono - Outubro, Novembro e Dezembro. 0,050 0,045 Arsénio Cádmio Chumbo Mercúrio Níquel 0,040 Concentração (µg/m 3 ) 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 Inverno Primavera Verão Outono Figura 26. Composição química média das partículas PM10, relativamente aos compostos metálicos em análise, divididas por estações de ano, na Estação de Referência do IA no ano de

41 Como podemos verificar, a variação da concentração destes compostos ao longo do ano, não apresentou qualquer caracter definido, com excepção do chumbo cuja concentração aumentou continuamente ao longo de todo o ano Quadro Resumo: Chumbo Legislação Comunitária (µg/m 3 ) Limite admissível Média Anual 0,9 Valor Ano ,023 Legislação Comunitária Directiva 1999/30/CEE 5.6 Origem e higroscopicidade do aerossol carbonáceo em atmosferas urbanas Em cooperação com a Universidade de Aveiro, foi desenvolvido um estudo com o objectivo de aprofundar o conhecimento acerca dos aerossóis de carbono, em especial a sua distribuição por tamanhos. As campanhas de amostragem foram realizadas pelo Departamento do Ambiente e Ordenamento da Universidade de Aveiro (A. Carvalho, Junho 2000) na Estação de Referência da qualidade do ar do IA, com amostrador de elevado caudal (high-volume) munido de cabeça de pré-separação PM10 Sierra e impactor em cascata. As amostras foram colhidas em filtros Whatman QM-A pré-calcinados a 500ºC. O carbono elementar (CE) e o carbono orgânico (CO) foram determinados por um método termo-óptico, o qual se baseia na volatilização/oxidação do carbono particulado a CO2 e posterior análise por espectroscopia não-dispersiva de infravermelhos (Pio et al, 1994). A variação do enegrecimento da amostra, que ocorre durante os processos de decomposição térmica, é monitorizada com um lazer. Este método permite que o carbono orgânico que pirolisa durante o aquecimento da amostra seja quantificado e não sobrestime o carbono elementar. Na Figura 27 encontra-se representado graficamente as distribuições médias da dimensão das partículas, do carbono elementar (CE) e carbono orgânico (CO) obtidas na Estação de Referência da qualidade do ar. 41

42 Alfragide - 30 Junho C/ logd p (µg.m -3 ) Distribuição de partículas ,1 0,49 0,95 1,5 3 7,2 10 D iâm etro D p (µm ) 5000 CE/ logd p (µg.m -3 ) Carbono Elementar (CE) 0 0,1 0,49 0,95 1,5 3 7,2 10 D iâm etro D p (µm ) 5000 CE/ logd p (µg.m -3 ) Carbono Orgânico (CO) 0 0,1 0,49 0,95 1,5 3 7,2 10 D iâm etro D p (µm ) Figura 27. Distribuições médias da dimensão das partículas, do carbono elementar (CE) e carbono orgânico (CO), obtidas na Estação de Referência da qualidade do ar. 42

43 Da análise da Figura 27, podemos verificar que, relativamente à distribuição de partículas pela sua dimensão, a maioria das partículas possuem diâmetros inferiores a 0,49 µm e entre 1,5 a 3 µm, numa distribuição marcadamente bimodal. Relativamente à presença de carbono nas partículas verifica-se que o carbono elementar ou negro (CE) apresentou um máximo nas partículas submicrométricas, enquanto o carbono orgânico (CO) abundou principalmente nas partículas de diâmetro inferior a 1,5 µm, ocorrendo também nas partículas maiores que 3 µm. A bimodalidade das distribuições sugere que cada pico tenha uma origem distinta. O CE produzse principalmente das combustões interna e industrial, que produzem partículas finas. Enquanto o pico fino de CO resulta não só de fontes antropogénicas como o CE, ou seja, principalmente das combustões interna e industrial, mas também da conversão gás - particula. Este fenómeno pode envolver a formação de novas partículas por condensação, ou então a adsorsão à superfície de partículas pré-existentes. Por consequência, mesmo na fracção mais fina, o CO ocorre em partículas maiores que o CN. O pico grosseiro normalmente tem origem biogénica (esporolação, polinização e fragmentação) e no desgaste dos pneus. 43

44 5.7 - Compostos orgânicos voláteis específicos (BTEX) A tomada de consciência dos efeitos nefastos que os Compostos Orgânicos Voláteis (COV s) podem provocar na saúde humana, alertou para a necessidade do conhecimento dos seus níveis de concentração no ar ambiente, tendo-se tornado muito importante a sua determinação na caracterização da qualidade do ar. No gráfico da Figura 28, apresenta-se a evolução média mensal dos valores de alguns compostos orgânicos voláteis, concretamente o benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos, ao longo do ano Concentração (µg/m 3 ) 10 9 benzeno tolueno ebenzeno xilenos JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Figura 28. Evolução das concentrações médias mensais dos compostos aromáticos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos, na Estação de Referência do IA, durante o ano Comparando os valores fornecidos pela Figura 28 com os recolhidos em anos anteriores (ver Relatório Anual da Qualidade do Ar na Estação do IA Ano 2000), podemos verificar que a concentração média destes compostos no ano 2001 foi sempre baixa, em especial no caso do benzeno (ver tabela XXIV, Anexo III). De acordo com a Directiva 2000/69/CE do Conselho Europeu, de 16 de Novembro de 2000, é estabelecido o valor-limite de 5 µg/m 3 (valor médio anual) para o benzeno, o qual deverá estar em vigor até 13 de Dezembro de Como podemos verificar na Figura 27, a concentração do benzeno ao longo do ano nunca ultrapassou o referido valor de 5 µg/m 3, tendo-se obtido um valor médio anual de 0,5 µg/m 3. 44

45 Quadro Resumo: Benzeno Legislação Comunitária (µg/m 3 ) Valor-limite Média 24h 5 Valor Ano ,5 Legislação Comunitária Directiva 2000/69/CEE 45

46 5.8 Aldeídos e Cetonas Os aldeídos são compostos orgânicos voláteis caracterizados pela presença de um grupo carbonilo que se encontra ligado a pelo menos um átomo de oxigénio, e de fórmula geral R- CHO. Os aldeídos de maior peso molecular, tal como o benzaldeido, possuem um odor agradável e origem natural, podendo-se encontrar em algumas plantas. Por outro lado, os aldeídos de mais baixo peso molecular, tal como o formaldeído ou o acetaldeído, tem um odor bastante desagradável e resultam principalmente da queima de combustíveis fósseis. Este último tipo de compostos encontram-se associados a (dependendo do nível de exposição), problemas respiratórios, alergias, irritação nos olhos, intoxicações, entre outras. Todos estes compostos são altamente solúveis em água, sendo igualmente degradados rapidamente na atmosfera pela acção solar, de modo que, cerca de metade das emissões é degradada em apenas algumas horas. A recente descoberta de que os aldeídos de mais baixo peso molecular, tais como o formaldeído e o acetaldeído, possuem características cancerígenas, chamou a atenção para a necessidade do seu estudo e da sua monitorização. Com este objectivo, a Estação de Referência da qualidade do Ar do IA, desenvolveu, ao longo do ano 2001, uma campanha quinzenal de monitorização destes compostos com os resultados que se encontram representados no gráfico da Figura 28. Concentração (mg/m3) formaldeído acetaldeído Valor-guia OMS: 65 mg/m3 15-Fev 1-Mar 15-Mar 29-Mar 12-Abr 26-Abr 10-Mai 24-Mai 7-Jun 21-Jun 5-Jul 19-Jul 2-Ago 16-Ago 30-Ago 13-Set 27-Set 11-Out 25-Out 8-Nov 22-Nov 6-Dez 20-Dez 3-Jan Figura 28. Variação da concentração de formaldeído e acetaldeído em amostras de 24 horas recolhidas, ao longo do ano 2001, na estação do IA. 46

47 Da análise da Figura 28, podemos verificar que a variação da concentração de formaldeído e acetaldeído durante o ano de 2001 se caracterizou por duas fases bem distintas, enquanto nos primeiros três meses do ano, em consequência da elevada precipitação, as concentrações destes compostos foram extremamente baixas, nos meses seguintes verificou-se um aumento da sua concentração, tendo-se alcançado concentrações relativamente elevadas nos meses de Maio, Junho e nos três últimos meses do ano. A legislação nacional não estabelece para estes compostos quaisquer valores-guia, no entanto, a OMS estabelece como valor-guia médio diário de 65 µg/m 3. No gráfico da Figura 28, podemos verificar que apesar de em alguns dias a concentração de formaldeído ter sido bastante elevada, ela nunca chegou a ultrapassar o valor-guia estabelecido pela OMS, tendo-se obtido um máximo de 56,7 µg/m 3 no dia 31 de Maio (tabela XXII, Anexo III). A média anual da concentração de formaldeído foi de 19,8 µg/m 3. Quadro Resumo: Formaldeido OMS (µg/m 3 ) Valor-guia Média 24h 65 Número de violações OMS Air Quality Guidelines for Europe 47

48 6. Conclusões Da análise dos dados obtidos na Estação de Referência da Qualidade do Ar do IA em Alfragide, pode concluir-se o seguinte: As características meteorológicas particulares que se desenvolveram no ano 2001, com um inicio de ano particularmente húmido e chuvoso em oposição com um final extremamente seco e frio, parecem ter influenciado a quase totalidade das concentrações dos poluentes analisados. Tendo-se observado, de um modo geral, menores concentrações de poluentes nos primeiros meses do ano, em comparação com o registado nos últimos meses. Dos poluentes em análise, e cuja fonte esteja directa ou indirectamente relacionada com o tráfego automóvel, foi notória a sua grande influência neste local, tendo-se observado uma diminuição sistemática destes compostos durante os meses de Verão, ou seja, de Junho a Setembro. Em relação aos valores registados das concentrações de dióxido de azoto: - O valor-limite da legislação nacional referente ao percentil 50 obtido a partir de concentrações médias horárias não foi atingido. O mesmo não sucedeu para o valor-guia referente ao percentil 98, o qual foi ultrapassado por 285 vezes. - Quanto aos valores recomendados pela OMS, foram todos ultrapassados: a média anual foi superior ao valor recomendado para a vegetação (sendo indicado 30 µg/m 3 ), enquanto o valor obtido foi 43 µg/m 3 ); o valor recomendado para a protecção à saúde baseado nas médias diárias foi ultrapassado por três (3) vezes e o valor para a mesma recomendação baseado nas médias horárias foi ultrapassado em vinte e oito (28) medições. Para o ozono: - Relativamente aos valores médios horários, não se verificaram concentrações superiores ao limiar de alerta à população, nem superiores ao limiar de protecção da vegetação, tendo sido o valor máximo registado de 186 µg/m 3. No entanto, o limiar de informação à população, 180 µg/m 3 foi ultrapassado uma (1) vez. Há a registar valores superiores ao limiar de protecção da vegetação para períodos de 24 horas (65 µg/m 3 ), os quais ocorreram num total de 87 dias, principalmente entre os meses de Abril e Setembro. O valor máximo diário registado foi de 100 µg/m 3. - Em relação às médias de 8 horas, o limiar de protecção à saúde (110 µg/m 3 ) foi ultrapassado em cinco (5) medições. - Quanto aos valores recomendados pela OMS, também foi ultrapassado o valor referente à média de 24 horas para a protecção da vegetação, pois este valor coincide com o limiar de 48

49 protecção à vegetação referido anteriormente para a legislação nacional. O valor referente à média horária também recomendado para a vegetação não foi alcançado (200 µg/m 3 ).. - Os valores recomendados para a saúde foram ultrapassados para a média horária num total de oito (8) medições, e para a média de 8 horas ( µg/m 3. ), com dezassete (17) medições acima deste limite. Para o monóxido de carbono: - A legislação nacional refere-se às médias horárias ( µg/m 3. ) e médias de 8 horas ( µg/m 3 ), não sendo nenhum destes valores violados, tendo-se obtido como valores máximos e µg/m 3, respectivamente. Como valor-guia, a legislação estipula 1000 µg/m 3 referente às médias diárias, valor que foi ultrapassado por quarenta (40) vezes, sendo o máximo obtido para esse período de tempo de µg/m 3. Desta forma o valor recomendado pela OMS para a saúde (700 µg/m 3 ), também foi ultrapassado, enquanto os valores recomendados para a saúde de médias horárias e de 8 h, não foram alcançados, sendo estes, de e µg/m 3, respectivamente. No que respeita às partículas totais em suspensão (PTS): - Os valores normativos de 150 µg/m 3 para a média anual e 300 µg/m 3 para o percentil 95 não foram ultrapassados, tendo sido registados para a concentração média anual de 54 µg/m 3 e para o percentil 95 de 100 µg/m 3. E para as partículas PM10: - O valor máximo de 70 µg/m 3, a não exceder por mais de 35 vezes por ano, foi ultrapassado num total de 17 vezes. - O valor recomendado pela OMS para a saúde (120 µg/m 3 ), foi ultrapassado num total de 4 dias, sendo o valor máximo diário registado para o período em análise de 158 µg/m 3. Em relação à composição química das partículas: - Foi analisado a concentração nas partículas de Arsénio, Cádmio, Chumbo, Níquel e Mercúrio. Tendo o chumbo constituído o elemento majoritário com quase 50% do total (46%), seguido do Níquel com 38%, o Cádmio com 14% e por ultimo o Arsénio e Mercúrio com 1% cada. - Em relação ao chumbo, o único elemento sujeito a legislação, o seu valor médio de 0,023 µg/m 3 é inferior ao legislado de 0,9 µg/m 3. Do estudo realizado acerca das distribuições por tamanhos dos aerossóis de carbono, destacam-se as seguintes conclusões: - A maioria das partículas possuem diâmetros inferiores a 0,49 µm e entre 1,5 a 3 µm, 49

50 numa distribuição marcadamente bimodal. - Os aerossóis de carbono elementar (CE) e carbono orgânico (CO) abundam sobretudo nas partículas com diâmetro inferior a 1,5 m; contudo o carbono orgânico e a sua fracção solúvel em água e secundária também apresentam um pico nas partículas maiores de 3 µm; - A bimodalidade das distribuições sugere que cada pico tenha uma origem distinta. O pico fino de CO resulta não só de fontes antropogénicas como o CE, mas também da conversão gás-particula. Este fenómeno pode envolver a formação de novas partículas por condensação, ou então a adsorsão à superfície de partículas pré-existentes. Por consequência, mesmo na fracção mais fina, o CO ocorre em partículas maiores que o CE; Em relação aos compostos orgânicos voláteis (BTEX): - O valor médio anual obtido para o benzeno de 2,1 µg/m 3, é inferior ao valor-limite proposto pela Directiva do Conselho de 1 de Dezembro de 1998 (5 µg/m 3 ). Para os restantes compostos analisados, e apesar de não existirem valores que possam servir de referência, podemos considerar que estes foram relativamente baixos. Em relação aos Aldeídos: - O valor-guia diário recomendado pela OMS para a concentração de formaldeído, de 65 µg/m 3, nunca foi ultrapassado. No entanto, e principalmente nos últimos meses do ano, observaram-se valores relativamente elevados tanto deste composto como de acetaldeído, os quais se opõem a concentrações quase nulas verificadas nos primeiros três meses do ano. 50

51 ANEXOS 51

52 ANEXO I Evolução das concentrações médias diárias de NO2, O3 e CO, analisadas no ano de

53 53

54 54

55 55