CORRELAÇÃO ENTRE INTERNAÇÕES POR PROBLEMAS RESPIRATÓRIOS E A EMISSÃO DE MATERIAL PARTICULADO NA CIDADE DE SÃO CARLOS - SP

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1 CORRELAÇÃO ENTRE INTERNAÇÕES POR PROBLEMAS RESPIRATÓRIOS E A EMISSÃO DE MATERIAL PARTICULADO NA CIDADE DE SÃO CARLOS - SP T. T. COMIN 1, S. A. POZZA 2, J. R. COURY 2 1 Universidade Federal de São Carlos, Departamento de Química tati_comin@yahoo.com.br 2 Universidade Federal de São Carlos, Departamento de Engenharia Química jcoury@ufscar.br RESUMO Partículas de aerossol menores que 10 μm de diâmetro (MP 10 ) são frequentemente associadas ao aumento do risco de doenças respiratórias e cardiovasculares. Este estudo objetivou analisar a correlação da concentração de material particulado respirável (MP 10 ) na cidade de São Carlos, localizada no centro do estado de São Paulo, com dados de saúde relativos às internações decorrentes de problemas respiratórios (CID10, classificação pelo código internacional de doenças) em crianças (faixa etária de 0 a 14 anos) no período de setembro de 1997 a fevereiro de A concentração mássica de MP 10 foi obtida utilizando um Amostrador de Grandes Volumes (AGV) e a técnica de XRF (fluorescência de raios-x), enquanto os dados de saúde foram gentilmente disponibilizados pela Secretaria Municipal de Saúde de São Carlos. O tratamento dos dados, realizado com os programas SPSS, plataforma R e Microsoft Excel, permitiu a análise da correlação cruzada entre as variáveis em estudo. Os resultados apontaram que a correlação entre MP 10 e os dados de internação é positiva, sendo igual a 0,3030. INTRODUÇÃO O conhecimento dos níveis dos poluentes na atmosfera é fundamental para o entendimento de seus efeitos sobre o meio ambiente e à saúde do ser humano em geral, entretanto são raros os dados disponíveis sobre o impacto da emissão de material particulado (MP) nas diversas regiões do país. A atmosfera está repleta de partículas sólidas e líquidas constituindo um grande aerossol, que pode ser definido em sua forma mais simples como um sistema físico formado de partículas sólidas e/ou líquidas em suspensão em um fluido (Celli, 1999). Consideraremos material particulado, somente os sólidos em suspensão. É internacionalmente aceito que, os efeitos danosos da inalação de partículas estão relacionados ao tamanho das mesmas. Partículas menores são mais penetrantes no trato respiratório humano, com consequente prejuízo à saúde. É, portanto, adotado em toda a legislação pertinente a aerossóis a necessidade do monitoramento não só da quantidade de pó como também de seu tamanho médio. Para tal, é parte da legislação brasileira atual (CONAMA, 1990), a definição de uma fração do material particulado considerado mais danoso à saúde, definido como MP 10. A fração de MP 10 é constituída de

2 partículas com diâmetro aerodinâmico médio menor que 10 μm, tamanho abaixo do qual é facilitada a penetração no sistema respiratório humano. A coleta de material particulado se faz, portanto, necessária e uma das formas de coleta é a realizada utilizando um Amostrador de Grandes Volumes (Hi-Vol), que consiste em uma bomba de sucção à vazão constante, permitindo coletar MP 10 (Bruno, 2005). Outro fator que se apresenta relevante na análise de MP é a climatologia do local de estudo. A região de São Carlos (SP) possui características peculiares, sendo possível separar as estações do ano em duas: estação seca (abril a setembro), a qual apresenta menor incidência de chuvas, e estação chuvosa (outubro a março), com maior precipitação pluviométrica (Pozza, 2005). Considerando a evidência de sazonalidade torna-se interessante estimar a tendência temporal do conjunto de dados coletados e posteriormente associá-los a registros de problemas respiratórios, disponibilizando informações importantes para alertar a população sobre o grave impacto causado pela poluição atmosférica à saúde humana. METODOLOGIA As coletas das amostras de MP 10 foram realizadas no centro da cidade de São Carlos, na praça Voluntários da Pátria, e efetuadas de acordo com as normas brasileiras, em períodos de 24 horas durante dois dias por semana, aleatoriamente distribuídos durante os anos de 1997 a O local escolhido para a coleta possui grande fluxo de veículos e pessoas, intensa atividade comercial e alimentícia, além da possibilidade da vinda de material particulado de outros pontos da cidade, transportado pelo vento. As amostragens foram feitas utilizando um Amostrador de Grandes Volumes (AGV ou Hi-vol) que consiste numa bomba de sucção à vazão constante, ilustrado na Figura 2. ÁREA DE ESTUDO O município de São Carlos, situado a 22 S; 48 W, se destaca entre as cidades de tamanho médio brasileiras pelo vigor acadêmico, tecnológico e industrial. Possui área de aproximadamente Km 2 e localiza-se próxima ao centro geográfico do estado de São Paulo, vide Figura 1. Segundo dados do IBGE (2007), São Carlos possui habitantes. Figura 1: Localização do município de São Carlos no estado de São Paulo Figura 2: Amostrador de Grandes Volumes (AGV) MP 10 Utilizou-se um AGV do modelo HV1200/MFC da marca GRASEBY-GMW, dotado de um cabeçote com separador inercial de um estágio, e um filtro. O ar entra pelo cabeçote, perfazendo 360º e as amostragens são feitas independentemente da direção do vento. O ar é então acelerado por nove bocais e é projetado para a câmara de impactação inercial, onde o material que possui diâmetro superior a 10 μm fica retido numa placa untada com graxa de silicone. O MP 10 é então coletado num filtro de fibra de vidro de dimensões 20 x 25cm2 que possui eficiência de 99% sobre partículas de 0,3 μm de tamanho (Bruno, 2005).

3 O AGV MP 10 puxa uma certa quantidade de ar ambiente através de um filtro, instalado dentro da camisola de abrigo, durante um período de amostragem de 24 horas (nominais). A vazão imprimida pelo aparelho, em torno de 1,13 m 3 /min, e a geometria de entrada da cabeça de separação favorecem apenas a coleta de partículas com diâmetro aerodinâmico 10 µm (Bruno, 2005). A duração de amostragem é controlada por um programador de tempo (timer com exatidão de pelo menos ± 15 minutos em 24 horas) e medida em um horarômetro. O filtro (após ser mantido em estufa) é pesado antes e após a coleta para se determinar o ganho líquido em peso (massa). O volume amostrado, corrigido para condições padrão (25ºC, 760 mmhg), é determinado a partir da vazão medida e o tempo de amostragem. E então a concentração em μg/m 3 é estimada. Os dados de saúde relativos a problemas respiratórios são de internações registradas pelo SUS (Sistema Único de Saúde) no município de São Carlos, sendo designadas pelo código internacional de doenças com a sigla CID 10, que se refere a doenças do aparelho respiratório. Eles estavam separados por sexo e faixas etárias e optou-se por trabalhar com os dados de internações infantis, por ser considerado um grupo de risco. Os programas computacionais utilizados para o tratamento dos dados foram: R, SPSS e Excel. R é uma linguagem ambiente para computação estatística e gráfica que disponibiliza uma grande variedade de técnicas estatísticas (modelagem linear e não linear, testes estatísticos clássicos, análise de séries temporais, classificação, métodos multivariados, técnicas gráficas etc). Um dos pontos fortes do R é a facilidade com que gráficos bem delineados e de alta qualidade para impressão podem ser produzidos com possibilidade de inclusão de fórmulas e símbolos matemáticos quando necessário. SPSS é um software aplicativo do tipo científico, acrônimo de Statistical Package for the Social Sciences - pacote estatístico para as ciências sociais. É uma poderosa ferramenta que permite realizar cálculos estatísticos, e visualizar os seus resultados, em poucos segundos. Microsoft Office Excel é um programa de planilha eletrônica de cálculo, escrito e produzido pela Microsoft. Seus recursos incluem uma interface intuitiva e capacitadas ferramentas de cálculo e de construção de gráficos. RESULTADOS E DISCUSSÃO Inicialmente obtiveram-se os gráficos individuais das variáveis para verificar a existência de sazonalidade. Para a concentração de MP 10, (Figura 3) é claramente visível a tendência sazonal dos dados. As variações sazonais de concentração podem ser devidas a diferentes fatores. Um deles é a própria diferença meteorológica entre os meses e estações do ano. Porém, não foi observada tão delineada tendência sazonal no gráfico para a quantidade de internações infantis (Figura 4). Portanto com a análise isolada das variáveis pouco poderia se concluir, tornando necessária a obtenção de uma correlação cruzada entre elas. Figura 3: Série temporal dos dados de concentração mássica de MP 10 (ug/m³)

4 correlação é denominado coeficiente de correlação cruzada (representado por r ) e varia de -1 a 1, sendo calculado pela Equação 1: (1) Figura 4: Série temporal dos dados de internações infantis (até 14 anos de idade) A análise de correlação cruzada foi realizada objetivando determinar se as duas variáveis independentemente medidas apresentavam tendência de se mover juntas no decorrer do tempo. O valor obtido em uma Onde x e y representam as variáveis correlacionadas, sendo x i e y i os valores individuais enquanto x e y são as médias aritméticas. O gráfico obtido de correlação cruzada entre MP e as internações infantis por problemas respiratórios está ilustrado na Figura 5. Figura 5: Correlação cruzada entre os dados de concentração de MP 10 (ug/m³) e os de internações infantis (até 14 anos de idade) por problemas respiratórios

5 Em um gráfico de correlação cruzada, o eixo das abscissas, designado como intervalo, indica a defasagem no tempo entre duas variáveis distintas. Este parâmetro é importante, pois a relação entre duas variáveis não é necessariamente contemporânea, ou seja, dada a variação em uma variável a outra somente vai se modificar certo período mais tarde. Em outras palavras há uma defasagem de tempo entre as alterações dos dados. Portanto, quando uma variável está no período t, a outra está em período t - 1. O coeficiente de correlação entre variáveis em defasagem é chamado cruzado (Hinds, 1998). Através do gráfico releva-se, em especial, o coeficiente quando o intervalo de defasagem é igual a zero, e para esta situação obteve-se o valor de 0,3030, observável na Figura 5. CONCLUSÃO A obtenção de coeficiente de correlação cruzada positivo para a defasagem zero indica que as duas variáveis movem-se na mesma direção, portanto valores altos de uma variável tendem a ser associados aos valores altos da outra. A relação entre elas fica mais forte quanto mais próximo de + 1 for o coeficiente. O resultado obtido converge com as expectativas iniciais, pois quando há maior concentração de material particulado na atmosfera há uma maior tendência a desenvolverem-se problemas respiratórios, especialmente em crianças. disponível em : < acesso em out/2009. HINDS, W. C. (1998), Aerosol Technology: properties, behavior and measurement airborne particles, Ed. John Wiley & Sons, 483p. IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatítica, Contagem da População 2007, disponível em: < home/estatistica/populacao/contagem2007/ contagem_final/tabela1_1_20.pdf> acesso em out/2009. POZZA, S. A. (2005), Identificação das fontes de poluição atmosférica na cidade de São Carlos - SP. PPG-EQ/UFSCar, São Carlos SP, 119 p. (dissertação de mestrado). AGRADECIMENTOS Ao Dr. Antônio Carlos Ribeiro, coordenador do Centro de Informações de Saúde (CIS), da Secretaria Municipal de Saúde de São Carlos, pelos dados gentilmente disponibilizados. Ao CNPq pelo apoio financeiro na realização da pesquisa. REFERÊNCIAS BRUNO, R. L. (2005), Material particulado atmosférico na cidade de São Carlos- SP:qualificação e identificação de fontes. PPG-EQ/UFSCar, São Carlos SP, 187p. (tese de doutorado). CELLI, C. E. (1999), Monitoramento do Material Particulado Respirável Suspenso na Atmosfera do Centro da Cidade de São Carlos SP. PPG- EQ/UFSCar, São Carlos - SP (dissertação de mestrado). CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente, Resolução n o 003/1990,