5 Resultados e discussão 5.1 Identificação, quantificação e determinação do tamanho de partículas

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1 5 Resultados e discussão 5.1 Identificação, quantificação e determinação do tamanho de partículas As amostras de aerossóis coletadas com o Impactador em Cascata em duas residências foram analisadas pela técnica PIXE para a identificação e quantificação dos elementos presentes na amostra. As concentrações dos elementos identificados são apresentadas na Tabela 5.1. O Zr presente no espectro de raios X sugere a presença de partículas de zirconita (ZrSiO.H 2 O) e o Ti e Fe também identificados sugerem a presença de ilmenita (TiFeO 3 ) e/ou rutilo (TiO 2 ) na fração respirável do aerossol. As partículas contendo monazita são identificadas no espectro de raios X pelas linhas L do Ce, Th e U e pelas linhas K do Y, porém estas linhas de raios X não foram observadas nos espectros de raios X das amostras de aerossóis. A identificação de Cl, K, Ca e Zn nos espectros de raios X indicam o transporte de aerossóis marinhos para o interior da vila de Buena. O Ni e o Mn caracterizam as partículas suspensas provenientes do solo, enquanto que partículas contendo V, Cr, indicam a existência de fontes antropogênicas de aerossol. As partículas contendo Ca, Mn, Cu, Br, Sr, e Pb podem ser geradas por fontes antropogênicas e/ou naturais. As concentrações média de Cl, K, Ti, Fe e Zr foram maiores na residência 8, o que pode ser atribuído ao fato dela estar próxima a usina e na direção preferencial dos ventos. Os valores de MMAD das partículas contendo Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Sr, Zr e Pb se encontram na faixa de 0,6 a 2,0 µm e portanto na fração respirável do aerossol (d<2,5µm). Os valores de MMAD e do desvio padrão geométrico são apresentados na Tabela 5.2. A distribuição de massa para cada elemento foi utilizada na determinação do diâmetro mediano de massa (MMAD).

2 66 Os valores do desvio padrão geométrico (σ g ) maiores que 1,2 indicam distribuições de tamanho polimodais. O MMAD apresentado na tabela foi determinado levando-se em consideração somente a região monomodal das curvas de distribuição. Uma variação de 10 % na calibração do fluxo do IC resulta em um erro de 3 % na distribuição de tamanho (Dias da Cunha et. al., 1994). Tabela 5.1- Concentração média dos elementos dos elementos identificados na fração respirável. Amostras coletadas com o impacatador em cascata. Local R7 R8 Elementos Concentração média (µg/m 3 ) Cl 2,52 ± 1,34 7,27 ± 0,18 K 0,36 ± 0,15 1,14 ± 0,41 Ca 3,09 ± 0,96 4,76 ± 2,33 Ti 0,42 ± 0,27 2,20 ± 1,87 V 0,04 ± 0,02 0,17 ± 0,11 Cr 0,03 ± 0,02 0,24 ± 0,12 Mn 0,08 ± 0,05 0,40 ± 0,32 Fe 1,84 ± 1,01 5,22 ± 3,06 Ni 0,08 ± 0,03 0,15 ± 0,07 Cu 0,02 ± 0,01 0,09 ± 0,01 Zn 0,10 ± 0,01 0,52 ± 0,01 Br 0,04 ± 0,01 0,26 ± 0,06 Sr 0,09 ± 0,05 0,15 ± 0,05 Zr 0,82 ± 0,53 2,52 ± 1,72 Pb 0,06 ± 0,05 0,20 ± 0,11 R7 = Residência 7 R8 = Residência 8 Em 1999, durante o período de seca, Dias da Cunha et al (Dias da Cunha et. al., 2000) caracterizaram o aerossol na vila de Buena. Neste estudo foram identificadas partículas contendo Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Co, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Zr, Ce, La, Th, Y e Pb; as concentrações elementares determinadas foram semelhantes exceto as concentrações de Cl, K e Ca que estavam acima dos valores determinados. O Ce, La, Th e Y por outro lado não foram identificados nas amostras coletadas no atual estudo. Esta variação na concentração foi atribuída ao fato da segunda amostragem ter ocorrido durante o período de chuva na região, e que neste período a usina não se encontrava produzindo monazita, além das medidas adotadas pela usina de beneficiamento de areias monazíticas para a redução da emissão de poeira de minério para o meio ambiente.

3 Tabela 5.2 Valores de MMAD e do desvio padrão geométrico Residência Cl MMAD (µm) Elementos K Ca Ti V Cr Mn Fe Ni Cu Zn Br Sr Zr Pb φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g φ σ g ** * <LD <LD φ MMAD (µm) LD Limite de detecção *massa só identificada no 3 ro e 5 to estágio ** massa só identificada no 5 to estágio. + massa só identificada no 4 to e 5 to estágio ++ massa só identificada no 6 to estágio +++ massa só identificada no 4 to estágio 67

4 Determinação dos radionuclideos nas amostras de aerossol As concentrações de 228 Ra, 238 U, 235 U, 232 Th, 228 Th e 230 Th nas amostras de aerossóis coletadas com amostradores portáteis de ciclone estavam abaixo do limite da concentração mínima detectável (2,2; 0,8; 0,9; 0,9; 1,1 e 1,0 mbq/m 3 ), no entanto as concentrações de 226 Ra e 210 Pb estavam na faixa de 1,62 a 5,6 e 1,18 a 5,08 mbq/m 3, respectivamente. As concentrações de 226 Ra e 210 Pb são apresentadas na Tabela 5.3. Este resultado indica que a população da vila não estava exposta a partículas de monazita na fração respirável do aerossol. As concentrações de 226 Ra e 210 Pb na fração respirável e inalável coletadas junto à portaria de entrada da usina de beneficiamento de areias monazíticas utilizando o amostrador AGF são apresentadas na Tabela 5.4. As concentrações média de 226 Ra e 210 Pb foram 0,52 e 0,43 mbq/m 3, na fração inalável e 0,37 e 0,38 mbq/m 3 na fração respirável, respectivamente. As concentrações na fração respirável (amostras coletadas com AGF) quando comparadas às concentrações das amostras coletadas com ciclone mostram que a usina no período de coleta das amostras não era uma fonte de aerossol contendo 226 Ra e 210 Pb. Tabela 5.3 Concentração dos radionuclideos na fração respirável do aerossol. Amostras coletas com amostradores portáteis com ciclone. Concentração média dos Radionuclídeos Local na fração respirável do aerossol (mbq/m 3 ) 226 Ra 210 Pb R 1 2,60 ± 0,51 2,08 ± 0,14 R 2 1,96 ± 0,11 2,23 ± 0,22 R 3 2,76 ± 1,80 1,75 ± 0,85 R 4 5,60 ± 0,18 5,08 ± 2,39 R 5 3,46 ± 2,21 1,18 ± 0,98 **R 6 3,52 ± 0,40 2,26 ± 0,96 ***R 6 1,62 ± 0,48 1,74 ± 1,09 EC 1 2,04 ± 1,32 1,65 ± 0,16 EC 2 2,34 ± 1,21 3,41 ± 0,68 R: Residências. *R 6: residência 6, amostra coletada na frente para a rua. ** R 6: residência 6, amostra coletada nos fundos. EC: Estabelecimento comercial.

5 69 Os resultados da análise radioquímica sugerem que não existiam partículas contendo 232 Th, 228 Th, 238 U, 235 U ou 226 Ra na fração respirável do aerossol na vila de Buena. Segundo Lauria (Lauria, 1999) a concentração média de 226 Ra e 210 Pb no brejo de Buena variou de 0,06 a 0,63 e de 0,008 a 0,1 Bq/L respectivamente, deste modo podemos assumir que a fonte geradora de partículas contendo 226 Ra e 210 Pb é a evaporação da água do brejo. Tabela 5.4 Concentração dos radionuclideos na fração respirável do aerossol. Amostras coletas com amostradores AGF Amostra Concentração média dos Radionuclídeos (mbq/m 3 ) 226 Ra 210 Pb inalável respirável inalável Respirável 1 0,36 ± 0,08 0,74 ± 0,01 0,28 ± 0,01 0,29 ± 0,02 2 0,46 ± 0,01 0,21 ± 0,05 0,38 ± 0,01 0,42 ± 0,09 3 0,71 ± 0,02 < LC 0,63 ± 0,02 0,42 ± 0,08 média 0,52 ± 0,02 0,37 ± 0,02 0,43± 0,02 0,38 ± 0,08 LC: limite mínimo de concentração (0,18 mbq/m 3 ) 5.3 Determinação dos radionuclideos nas amostras de líquen A idade estimada dos liquens coletados é 15 anos. Como os liquens são organismos aeróbicos as concentrações são devidas a partículas contendo os radionuclídeos identificados ao longo destes 15 anos. Nas amostras de líquen foram determinadas as concentrações de atividade do 210 Pb, 226 Ra, 228 Ra, 238 U, 234 U, 232 Th e 228 Th. Os resultados são apresentados na Tabela 5.5. As amostras de liquens foram coletadas na usina de beneficiamento e na vila de Manguinhos, localizada 5 km ao sul de Buena. Na vila de Buena a espécie Ramalina gracilis (Pers.) Nyl. só foi observada no interior da usina. As concentrações de tório e urânio nas amostras coletadas na vila de Manguinhos são cerca de 10 vezes menores que nas amostras coletadas em Buena. Como nas amostras de aerossol, as concentrações de 210 Pb e 226 Ra são superiores às concentrações de 238 U e 234 U indicando que existe uma outra fonte de 226 Ra além de partículas de monazita.

6 70 Tabela 5.5 Concentração de atividade dos radionuclideos presentes nas amostras de líquen Concentração média dos Radionuclídeos Radionuclídeos (mbq/m 3 ) Local Vila de Buena Vila de Manguinhos 210 Pb 1810 ± ± Ra 1323 ± ± U 578 ± 24 < LD 234 U 556 ± 40 < LD 228 Ra 2165 ± 592 < LD 232 Th 1616 ± 395 < LD 228 Th 1317 ± 162 < LD LD =Limite de detecção A excreção urinária de tório caracteriza uma incorporação crônica por inalação, as concentrações de tório em amostras de urina fornecidas por habitantes da vila de Buena determinadas por Julião (Julião, 1998 b ) mostram uma incorporação crônica. O resultado do estudo acima citado quando comparado aos resultados de líquen confirma que o líquen foi um integrador no tempo da exposição da população a partículas contendo tório e urânio. 5.4 Resultados da análise por PDMS As partículas transportadas pelo ar impactadas no quinto estágio do impactador em cascata localizado na residência 8 foram analisadas por PDMS para identificação dos compostos presentes no aerossol. O espectro de massa das partículas coletadas com diâmetro aerodinâmico igual a 1 µm é apresentado na Figura 5.1 e as massas identificadas se encontram no Anexo B, Tabela B.1. Os sais marinhos (NaCl +, KCl + ) e clusters (NaCl) n Na + são um indicador da presença de partículas marinhas no aerossol como também são as linhas de (CuCl)Cu + e (CaCl)Ca +. A presença das linhas de Si +, Al +, AlSi + e dos clusters de AlO + sugerem que as partículas contendo Si são devido à areia da praia (SiO 2 ) e ao solo. As linhas de Ca +, K +, N +,Ca(CN) + n e C n H + indicam partículas de origem orgânica.. As linhas de V + + e VC n identificadas indicam a contribuição de diesel no aerossol, pois o V está presente no óleo cru como complexo orgânico. Os veículos automotores são a principal fonte de partículas contendo V na vila de Buena. As

7 71 linhas de Cr +, CrOH + e clusters de Mn + foram identificados no espectro de massa caracterizando a presença de partículas de solo e/ou de fontes antropogênicas. Os íons de Ca + e Zn + indicam a presença de aerossol marinho e/ou partículas de resuspensão do solo. Os íons moleculares de Fe, FeO, FeSi, Fe(OH) n caracterizam a presença de partículas de solo, enquanto que FeCl caracteriza o Fe proveniente do aerossol marinho. As linhas de Zr, TiFe, TiFeO indicam a presença da ilmenita na fração respirável do aerossol. Os íons Ag + identificados no espectro são devidos à tinta de prata usada no nosso arranjo experimental. Os resultados da análise do espectro de massa mostram que a ressuspensão do solo e o aerossol marinho são as principais fontes de partículas na fração respirável na vila de Buena. A principal fonte antropogênica de partículas é a queima de combustível diesel por veículos automotores que circulam na vila. No estudo realizado por Dias da Cunha et al. (Dias da Cunha et al., 2000), durante o período de seca, para caracterização da exposição da população da vila de Buena a partículas de poeira foram identificados Ce, La, Th e Y tanto no espectro de PIXE como no espectro de massa (PDMS) indicando a presença de partículas de monazita na fração respirável do aerossol. Neste estudo também foram identificadas partículas contendo Cl, K e Ca devido a aerossol marinho e partículas contendo V e VCn provenientes da queima de diesel. Partículas de rutilo, ilmenita e zirconita também foram identificadas. Este estudo mostrou que esta população já esteve exposta a partículas de monazita.

8 Figura 5.1 Espectro de massa dos íons positivos das partículas coletadas com diâmetro aerodinâmico igual a 1 µm 72