Variabilidade da concentração em massa e Black Carbon de MP 2,5 da cidade de Recife, efeitos da pluviometria (remoção)

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1 Variabilidade da concentração em massa e Black Carbon de MP,5 da cidade de Recife, efeitos da pluviometria (remoção) Mariana Fadigatti Picolo, Regina Maura Miranda, Maria de Fátima Andrade, Adalgiza Fornaro ( mariana.picolo@usp.br, regina@model.iag.usp.br, mftandra@model.iag.usp.br, fornaro@model.iag.usp.br ) Depto. Ciências Atmosféricas, IAG/USP, Rua do Matão, 1, 55-9, Cidade Universitária, São Paulo, SP Abstract: The present work had the purpose to study the effect of meteorological conditions in the concentrations of fine particle material (PM.5 ) and black carbon (BC) in Recife. The period of analysis was June 7 to July. In this period the rainiest month was May (3mm) and the drier month was October 7 (. mm). It is possible to say that the concentration of PM.5 didn t show large variations during the months of studies, and the biggest concentration happened in July 7 although it rained 33 mm. The monthly average concentrations showed that all the concentrations are compatible, considering the standard deviation. Therefore, the conclusion is that in Recife the rain does not affect much the concentration of PM.5. The average through the whole period was 7.33 µg m -3, and considering the comparisons among other places in different periods, it s possible to notice that Recife has the lowest concentration, and that value is under the guidelines proposal by WHO. Palavras-chave: aerossol, poluição do ar, processos de remoção 1 INTRODUÇÃO Atualmente, há muito interesse em se compreender qual o verdadeiro efeito que o material particulado inalável existente na atmosfera pode causar ao ser humano. Compreendese por material particulado inalável partículas com tamanho inferior a μm que ficam suspensas na atmosfera (Seinfeld e Pandis, ), sendo subdivididas em partículas finas (com tamanho de até,5 μm) e grossas (maiores que,5 μm e menores que μm). As partículas inaláveis são emitidas pela ação humana (queimadas, queima de combustíveis fósseis e atividades industriais por exemplo), e podem provocar vários prejuízos a saúde como problemas respiratórios, baixa defesa imunológica, além de problemas cardíacos, renais e neurológicos (Saldiva et al., 199 e 1995). As concentrações de material particulado em uma determinada área dependem das condições meteorológicas dessa região, sendo a precipitação uma das variáveis que contribuem para a remoção, enquanto que eventos de inversão térmica podem causar o acúmulo de poluentes. Portanto, o objetivo do presente estudo é analisar o efeito de parâmetros meteorológicos para a dispersão ou remoção de material particulado fino (MP,5 ) na cidade de Recife. O período de análise é de junho de 7 a julho de. - MATERIAL E MÉTODOS A amostragem do MP,5 foi realizada por coletor de baixo volume de coleta ( lpm), composto por uma bomba de vácuo, um sistema de regulagem e medição da vazão de ar, um impactador que restringe a passagem de material particulado de diâmetro aerodinâmico menor e igual a,5 m e um filtro coletor (membrana de policarbonato). As massas do MP,5 foram obtidas por diferença de pesagem antes e depois da amostragem. Os filtros foram mantidos por h em sala especial (sala de balança, com temperatura e umidade relativa controlada, T 1

2 Pluviometria (mm) [MP,5 Pluviometria (mm) ~ o C e UR ~5%) e depois pesados em balança micro-analítica da marca Mettler Toledo modelo XM5. 3- Resultado e discussões A figura 1 apresenta uma comparação entre a precipitação acumulada nos meses de junho de 7 a julho de e a normal climatológica ( ) do INMET. Pela figura 1 percebe-se que na cidade de Recife os meses mais chuvosos são maio e março de, junho e julho de 7, já os mais secos são outubro, novembro, dezembro, janeiro e fevereiro. Durante o período de análise o mês mais chuvoso foi maio de (3 mm) e o mês menos chuvoso foi outubro de 7 (,mm), sendo que maio e março de ficaram acima da média climatológica, e julho, outubro e dezembro de 7, janeiro, fevereiro, abril, junho e julho de ficaram abaixo da média. A figura apresenta dois gráficos comparando a precipitação e a concentração de MP,5 em maio e março de, meses mais chuvosos do período de estudo. Figura 1- Comparação entre a precipitação acumulada nos meses de análise a normal climatológica do INMET, para a cidade de Recife [MP, Maio Março Figura - Comparação entre a pluviometria e a concentração de MP,5 nos meses maio e março de.

3 Pluviometria (mm) Pluviometria (mm) A figura 3 apresenta dois gráficos comparando a pluviometria com a concentração de MP,5 nos meses mais secos do período. Analisando as figuras e 3 percebe-se que durante os quatro meses estudados não houve grandes variações nas concentrações de MP,5. O mês de fevereiro apresentou no final um aumento de concnetração após dez dias sem chuva. Março de apresentou maiores concentrações no inicio do mês, após oito dias sem chuva. Na figura observa-se que as concentrações médias mensais de MP,5 para cada mês do período de estudo não apresentaram grandes diferenças entre os diferentes períodos de chuva e seca. As concentrações variaram entre 1,5 e, μg m -3, e o mês de julho de 7 foi o que apresentou maior concentração média (9,15 μg m -3 ), apesar de ter chovido 33mm. O BC variou entre,5 e 7,1 μgm -3. A porcentagem média de contribuição do BC para a massa do MP,5 foi de %, atingindo 1% no dia /7/. Esta alta contribuição do BC para a massa do MP,5 de recife, pode ser indicativo da forte contribuição da emissão por queima de diesel, uma vez que a região de amostragem é próxima a uma rodovia com intenso trafego de caminhões, além de veículos a diesel representarem,7% do total da frota de região metropolitana de Recife ( [MP, Outubro [MP, Fevereiro Figura 3- Comparação entre a pluviometria e a concentração de MP,5 nos meses outubro de 7 e fevereiro de (mais secos do período de análise). Considerando as figuras, 3 e pode-se afirmar que a chuva tem pouca influência nas concentrações na cidade de Recife, e que lá a concentração se mantém baixa ao longo do período de análise. Isso pode ser visto na tabela 1, que apresenta uma comparação entre valores de concentração de MP,5 em diferentes lugares no mundo, observa-se também que representam diferentes períodos. Analisando a tabela 1 percebe-se que a cidade de Recife apresenta a menor concentração de MP,5. Na cidade de Lahore as altas concentrações ocorreram durante o inverno, sendo esta a época seca na região. As principais contribuições foram: aerossol secundário, emissão industrial, poeira de solos, emissão de veículos. As menores concentrações nessa cidade aconteceram durante o verão, que seria a época mais chuvosa na região, devido monções. Na região de Araraquara, as concentrações de MP,5 foram associadas, principalmente, a queima de biomassa (queimadas de cana de açúcar). Deve-se destacar ainda, que no Brasil não há padrão de qualidade do ar para MP,5, e que a maior concentração observada em Recife não ultrapassou o valor recomendado pela OMS (5 μgm -3, média de h). 3

4 [MP,5 ] média mensal ( g m -3 ) 1 1 jul set nov jan mar mai jul 7 Figura - Média e desvio padrão das concentrações de MP,5 nos meses de análise em Recife. Tabela 1- Comparação entre as concentrações médias, desvio padrão (d.p.) e medianas para h de amostragem de MP,5 de diferentes regiões e períodos. MP,5 (µg m -3 ) Média d.p. Mediana Mín.-Máx. Período Ref. Recife 7,33 3,,7 1,5-, /7-7/ Presente estudo Amsterdan - - 1, - 11/199- /1999 Vallius et al.,5 Erfurt - - 1,3 - /199-3/1999 Vallius et al.,5 Helsink - -, - 11/199-/1999 Vallius et al.,5 Londrina (urbano) 17,5 5, /7 Freitas e Solci, 9 São Paulo (urbano) 3, 1, /1997 Castanho e Artaxo, 1 Araraquara (SP), /3-/ Allen et al., 9 Mediterrâneo oeste 13, /-1/7 Pey et al., 9 New York City 17,3 9, /1 Lall e Thurston, Rio Grande do Sul /1-1/ Braga et al., 5 Toronto - - 1,7 1,-, /-/1 Lee et al., 3 Lahore (Paquistão) 175,5 11/-/ ,7 1, 7-/7 Lodhi et al., 5 - CONCLUSÕES Pode-se afirmar que na cidade de Recife a concentração de MP,5 não varia muito ao longo do ano, como foi verificado na figura, sendo todos os valores médios compatíveis, considerando o desvio padrão. Considerando esta pequena variação e as figuras e 3 concluise que a pluviometria não tem grande influência na concentração de material particulado fino

5 na região de estudo. A média total ao longo do período de análise foi 7,33 μg m -3 e comparando-o com outras concentrações de regiões diferentes e de períodos diferentes (tabela 1), percebe-se que a cidade de Recife apresenta a menor concentração, sendo que este valor está dentro das recomendações (5 μg m -3 ) da OMS (Organização Mundial da Saúde). Agradecimentos: CNPq (Iniciação Científica) 5 REFERÊNCIAS Castanho, A.D.A., Artaxo, P., Wintertime and summertime São Paulo aerosol source apportionment study, Atmos. Environ., 1, 35, 9 9. Vallius, M., Janssen, N.A.H., Heinrich, J., Hoek, G., Ruuskanen, J.,Cyrys,J., Van Grieken, R., Hartog, de, J.J,. Kreyling, W.G., Pekkanen, J., Sources and elemental composition of ambiente PM,5 in three European cities, Science of the total Environment, 5, 337, Freitas, A.M., Solci, M.C., Caracterização do MP e MP,5 e distribuição por tamanho de cloreto, nitrato e sulfato em atmosfera urbana e rural de Londrina, Quim Nova, 9, Vol. 3, No.7, Allen, A.G., Cardoso, A.A., Wiatr, A.G., Machado, M.D., Paterlini, W.C., Baker, J., Influence of Intensive Agriculture on Dry Deposition of Aerosol Nutrients, Chem Soc,, Vol.1, No.1, Pey, J., Pérez, N., Castillo, S., Viana, M., Moreno, T., Pandolfi, M., López-Sebastián, J.M., Alastuey, A., Querol, X., Geochemistry of regional background aerosols in the Western Mediterranean, Atmospheric Research, 9, 9, -35. Lall, R., Thurston, G.D., Identifying and quantifying transported vs. local sources of New York City PM.5 fine particulate matter air pollution, Atmospheric Environment,,, S333- S3. Braga, C.F., Teixeira, E.C., Meira, L., Wiegand, F., Yoneama, M.L., Dias, J.F., Elemental composition of PM and PM,5 in urban environment in South Brazil, Atmospheric Environment, 5, 39, Lee, P.K.H., Brook, J.R., Dabek-Zlotorzynska, E.D., Mabury, S.A., Identification of the Major Sources Contributing to PM.5 Observed in Toronto, Eviron. Sci. Technol., 3, 37, 31-. Lodhi, A., Ghauri, B., Khan, M.R., Rahman, S., Shafique, S., Particulate Matter (PM.5) Concentration and Source Apportionment in Lahore. Chem. Soc., 9, Vol., No., Saldiva, P.H.N., Pope, C.A., Schwartz, J., Dockery, D.W., Lichtenfels, A.J., Salge, J.M., Barone, I., Bohm, G.M., Air-pollution and mortality in elderly people a time-series study in São Paulo, Brazil, Archives of Environ. Health, 1995, 5(), Saldiva, P.H.N., Lichtenfels, A.J.F.C., Paiva, P.S.O., Barone, I.A., Martins, M.A., Massad, E., Pereira, J.C.R., Xavier, V.P., Singer, J.M., Bohm, G.M., Association between air-pollution and mortality due to respiratory-diseases in children in São Paulo, Brazil a preliminary report, Environ. Res., 199, 5(), 1-5. Seinfeld, J.H.; Pandis, S.N., Atmospheric Chemistry and Physics: from air pollution to climate change, John Wiley & Sons, New York,. 5