3. Características das Áreas de Amostragem

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1 40 3. Características das Áreas de Amostragem O Rio de Janeiro pertence à região sudeste do Brasil, possui uma área de ,054 km 2, abriga a terceira maior população do país. Limita-se ao norte e noroeste por Minas Gerais, nordeste pelo Espírito Santo, sudeste por São Paulo e leste e sul pelo Oceano Atlântico (Figura 7). É banhado pelo oceano Atlântico ao sul, pela Baía de Guanabara a leste e pela Baía de Sepetiba a oeste. Suas divisas marítimas são mais extensas que as terrestres. (Portal da Prefeitura do Rio de Janeiro - - acessado em 15/05/2010). Figura 7: Posição geográfica do Município do Rio de Janeiro. Fonte:

2 41 No Estado do Rio de Janeiro a qualidade do ar vem sendo monitorada desde 1967, com a instalação das primeiras estações de amostragem. Com base nos boletins de avaliação da qualidade do ar, o Estado o Estado do Rio de Janeiro apresenta três áreas críticas (Figura 8) e por isso prioritária: Região Metropolitana; Região do Médio Paraíba; Região Norte do Fluminense. Figura 8: Mapa das áreas prioritárias e áreas que requerem acompanhamento. Fonte: Relatório da qualidade do ar 2007/2008. Devido a grandes concentrações de fontes de emissão de poluentes atmosféricos afetando a qualidade do ar, essas regiões requerem um monitoramento mais intenso. A região metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) congrega 17 municípios e apresenta uma grande concentração populacional, de veículos automotores e de indústrias gerando emissões que comprometem a qualidade do ar. Por este motivo, passa a ser o foco do presente estudo. Dentro da

3 42 RMRJ (Figura 9) foram selecionadas três regiões envolvidas em diferentes atividades econômicas: Seropédica (rural), Centro (urbana) e Duque de Caxias (industrial). A RMRJ conta com um clima basicamente tropical com intensa radiação solar e temperaturas elevadas, que favorecem processos fotoquímicos e outras reações químicas na atmosfera, além de facilitar o surgimento de poluentes secundários. Os maciços da Tijuca e da Pedra Branca, paralelos à orla marítima funcionam como uma parede, impedindo a ventilação adequada para o interior. Figura 9: Região Metropolitana do Rio de Janeiro com a localização dos pontos de amostragem deste estudo /08/2010.

4 Município de Seropédica Possui uma área total de 268,2 km 2, conta uma população de habitantes. Foi desmembrado recentemente do município de Itaguaí através da Lei Estadual 2.446, de 12/10/1995. O município está localizado a 73 km do município do Rio de Janeiro e 21 km do Oceano Atlântico. Costumava ter como principal atividade sócio-econômica a agricultura. Devido à expansão da indústria dos municípios próximos, como Sepetiba e outros, houve um declínio das atividades agrícolas. Contudo, a atividade extrativa mineira voltada principalmente para construção civil fora atraída para a região devido à ocorrência de argila, caulim, areia e rochas com potencial para manufatura mento de brita (BERBERT, 2003). Logo a mineração se tornou a principal atividade econômica da região, com ênfase na mineração de areia. Atualmente, a região também se caracteriza por atividades comerciais e acadêmicas geradas pelos funcionários e estudantes da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (Figura 10) além das indústrias, representadas pelas cervejarias Kaiser Rio LTDA, CIA Brahma e da termelétrica Eletrobolt. (Portal Seropédica acessado em 15/05/2010). Figura 10: Ponto de coleta de Seropédica.

5 Município de Duque de Caxias O município de Duque de Caxias está localizado na Região Metropolitana do Estado do Rio de Janeiro, e juntamente com os municípios de Nova Iguaçu, São João de Meriti, Belford Roxo, Queimados e Nilópolis formam uma região comumente chamada de Baixada Fluminense, que se caracteriza pela grande concentração de pobreza e de carência de infra-estrutura urbana. A área total do município é de 442 km 2, correspondendo a 6,8% da área da Região Metropolitana e a 35% da área da Baixada Fluminense. Tem como limites, ao norte os municípios de Miguel Pereira e Petrópolis, ao sul o município do Rio de Janeiro, a leste o município de Magé e a Baía de Guanabara, e a oeste os municípios de São João de Meriti e Nova Iguaçu. Situa-se a 19 m acima do nível do mar, sendo que cerca de 70% de seu território é constituído por planície, que se estende desde o rio Meriti até o rio Estrela, a partir da orla da baía de Guanabara até a base da serra do Mar. O clima é úmido, típico da baixada litorânea tropical quente, sendo mais ameno nas áreas mais montanhosas. A distância desta região ao Oceano Atlântico é de aproximadamente 13 km e do Centro do Rio de Janeiro de 23 km. De acordo com as características sócio-econômicas e demográficas o município de Duque de Caxias é o segundo pólo industrial da RMRJ (Figura 11) respondendo por 27,1% do valor da produção, sediando aproximadamente 5,2% das empresas do Estado e cerca de 6% das empresas da Região Metropolitana.

6 45 Figura 11: Vista Panorâmica da área próximo ao ponto de coleta em Duque de Caxias. Abriga a maior usina termelétrica da América do Sul maior unidade industrial da área do Grande Rio empreendimento concluído em 2006 pela Petrobrás e a Fábrica de Borracha Sintética (FABOR), indústrias que foram de grande importância para o desenvolvimento da região. Conta ainda com uma série de indústrias químicas, algumas de grande porte associadas à refinaria como a Petroflex e Nitriflex. ( Centro Corresponde ao centro da cidade do Rio de Janeiro. Apresenta as características de grandes centros urbanos, cuja principal atividade é o comércio. Possui prédios altos que facilitam a formação de ilhas de calor, fenômeno típico de grandes aglomerações urbanas, colaborando para aumentar os índices de poluição nas zonas centrais. A temperatura de superfície do ar urbano se caracteriza por ser mais elevada do que a da vizinhança rural. As emissões por veículos a diesel

7 46 contribuem significativamente para o aumento da poluição do ar nessa área. De acordo com Arbilla et al, (2007) os veículos movidos a diesel representam 12% da frota da RMRJ. Este ponto se localiza em uma via de tráfego intenso (Figura 12) nos dias úteis diminuindo somente nos domingos e feriados. Dentre os pontos selecionados, é o que se encontra mais próximo ao oceano com uma distância de apenas 1 km. Figura 12: Foto da Presidente Vargas próximo ao ponto de coleta da região Centro Amostragem Segundo a US EPA (2006) a técnica, mas adequada para coleta MPA (Material Particulado Atmosférico) é a filtração, e o equipamento mais utilizado para monitoramento da qualidade do ar é o Amostrador de Grande Volume (AGV) por apresentar fácil manuseio e manutenção, baixo custo, portabilidade e fornecer uma boa precisão nos resultados de amostragem.

8 47 Neste trabalho foi utilizado o amostrador AGV-PM10 (GRASEBY/ANDERSEN) acoplado a um separador inercial de partículas de PM10, e (Figura 13), que retém sobre o filtro as partículas com diâmetro aerodinâmico menor que 10 µm (PM10). Figura 13: Amostrador de Grande Volume com cabeça de Separação por Impactação Inercial. As amostras foram coletadas pelo Instituto Estadual do Ambiente (INEA), que também foram responsáveis pelos dados meteorológicos como direção do vento e umidade relativa do ar, pesagem dos filtros antes e depois das coletas e por calibrar a vazão do equipamento durante a coleta. As amostras foram coletadas por 24 horas, em filtros de fibra de vidro e com a vazão variando de 1,144 a 1,173 m 3 por minuto. Os filtros chegaram ao laboratório em sacos de PVC com lacre e com número de identificação, fornecidos pelo INEA. Os mesmos foram acondicionados a 4 ºC até a análise, por um tempo de aproximadamente 30 dias (Figura 14). Neste trabalho foram utilizadas amostras coletadas no período de 13/08/2008 a 15/09/2009.

9 48 Figura 14: Fotos dos Filtros no laboratório Tratamento dos Filtros A massa do material particulado coletado sobre o filtro de fibra foi obtida por analise gravimétrica, pesando o filtro antes e depois da coleta em uma Balança Analítica Mettler (E. Mettler, Zürich, 0,0001 g). Dado que foi passado pelo órgão responsável pela a coleta. A concentração de PM10 foi obtida considerando a massa, a vazão e o tempo de amostragem Extração das Espécies Solúveis em Água Nesse trabalho, foi realizado um estudo comparativo entre agitação mecânica e ultrassonificacão. Ambas foram adequadas e apresentaram resultados similares, sendo a extração por ultrassom a escolhida, por ser mais rápida (Figura 15). Para tratamentos dos filtros a bancada foi limpa com álcool e forrada com papel toalha para evitar a contaminação. Os filtros foram manuseados com auxílio de pinça. Uma parte dos filtros foi cortada (aproximadamente 3 cm 2 de cada filtro) e pesada. Os filtros foram colocados em tubos de polietileno de 15 ml, foram adicionados 10,0 ml de água MilliQ e colocados no banho ultrassom por 10 minutos. O extrato aquoso obtido foi separado com auxílio de uma seringa de 10 ml e filtrado para um tubo de 15 ml através de uma membrana Millipore de 0,45 µm de

10 49 diâmetro, para eliminar o material insolúvel. Nesse extrato foram determinados os ânions (sulfato, cloreto, nitrato, brometo, fluoreto, acetato e fosfato) por cromatografia de íons e metais (ICP-MS e ICP OES). Brancos de filtros foram tratados em paralelo e usando a mesma metodologia. Os mesmos foram usados para descontos dos cálculos das amostras. Figura 15: Extração aquosa Extração do Carbono Orgânico Solúvel em Água COSA Para determinação de carbono orgânico total foi cortada uma alíquota de 3 cm 2 dos filtros e tratados com 25,0 ml de água MilliQ e ultrassom por 10 minutos. A fase aquosa foi separada por filtração com membrana de 0,45 µm de diâmetro. O extrato aquoso foi analisado por TOC. Brancos de filtros foram tratados em paralelo e usando a mesma metodologia. Os mesmos foram usados para descontos dos cálculos das amostras Extração Ácida Após a extração aquosa a mesma alíquota de cada filtro foi tratada com 3,00 ml de ácido nítrico bidestilado digerido por 2 horas a 105 ºC (Figura 16), esfriado a temperatura ambiente e diluído com água MilliQ a 25,0 ml. Em seguida foi centrifugado para separar o material insolúvel. Neste extrato foram determinados metais por ICP-MS e por ICP OES. Amostra de referência para análise de solo

11 50 (MESS -1) foi analisada em paralelo a esta extração para avaliar a eficiência do processo de digestão. Os resultados dessa amostra foram satisfatórios, mesmo não se tratando de uma amostra de referência adequado para PM10. A eficiência da extração foi de 100% para Zn, 89% Pb, 80% Ni, 77% Mg, Fe, 60%, Mn e 40% para V. Brancos de filtros foram tratados em paralelo e usando a mesma metodologia. Os mesmos foram usados para descontos dos cálculos das amostras. Figura 16: Extração ácida.