A estratégia utilizada para a abordagem do tema proposto foi baseada no fato de que partículas em suspensão na atmosfera são resultantes da integração das várias atividades existentes na superfície terrestre e de emissões provenientes do oceano.
6.1 TRATAMENTO PRELIMINAR DOS FILTROS
Os filtros de fibra de vidro de marca Sibata de 11 cm de diâmetro e porosidade 0,45 µm foram secos em estufa à 60ºC, até peso constante, acondicionados em um porta CD e mantidos em dessecador até a amostragem.
Segundo a UNEP/WHO (1994) o filtro de fibra de vidro é o mais recomendado para a amostragem de particulados quando a determinação deste particulado é obtida. Este tipo de filtro apresenta uma eficiência de coleta de no mínimo 99% para partículas com diâmetro superior ou igual a 0,3 µm, baixa resistência do fluxo de ar e pouca afinidade por umidade.
6.2 AMOSTRAGEM DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO (MPA)
O amostrador de grande volume é usualmente aceito como a ferramenta mais adequada para o monitoramento da poluição do ar por partículas totais em suspensão, sendo, portanto o equipamento mais empregado para esse fim. Assim, o método adotado neste trabalho foi o referenciado acima.
A amostragem de material particulado atmosférico foi realizada utilizando um amostrador do tipo altos volumes (SIBATA HVC - 500, Japão), cedido pela FIOCRUZ. As amostras foram coletadas mensalmente durante 11 meses por períodos de 24 horas nos dois pontos de coleta (no IEAPM localizado na Praia do
Anjos em Arraial do Cabo e na praça do pedágio da Via Lagos, localizada no município de Rio Bonito, RJ) a uma altura do chão de 3 a 4m.
Durante o período em que foi observado o fenômeno da ressurgência, em novembro durante quatro dias e em janeiro durante três dias, a amostragem foi realizada diariamente, a fim de verificar a variação de concentração de vanádio bem como a de outros elementos.
Após cada período de amostragem de 24 horas os filtros eram removidos, colocados em um porta CD e acondicionados em um dessecador para o transporte. No laboratório, os filtros eram secos em estufa à 60º C até peso constante. O controle da temperatura é um fator determinante na secagem para que não haja risco de perdas de elementos por volatilização ou degradação térmica da amostra. Após a pesagem, os filtros eram acondicionados em dessecador até a análise.
Para cada amostragem, foram consideradas as direções e velocidades de ventos predominantes do dia de coleta, como subsídio a discussão da (s) provável(s) origem(s) das partículas presentes no ambiente estudado.
6.3 DIGESTÃO DAS AMOSTRAS
O uso de microondas para a digestão de amostras é um método rápido e eficiente de decomposição do material particulado atmosférico principalmente na determinação de elementos-traço (SANDRONI, CLARE e DONOVAN, 2003).
A decomposição consiste no processo de abertura no qual a amostra sofre uma transformação química (ANDERSON, 1991). Segundo BOCK (1979), entende-se por abertura a decomposição de amostras em temperaturas elevadas, quando se faz a decomposição por fusão, a expressão utilizada é “abertura”.
Cerca de 1/8 da massa do filtro foi pesado e colocado em contato com uma mistura ácida, consistindo de 5,0 mL de HNO3 (Merck, 65%) e 2.5 mL de HF
(Merck, 48%) em um frasco de digestão de PFA (fluorpolímero). Estes frascos foram então levados ao ultra-som por 15 minutos e deixados em repouso (12 horas). Segundo HARPER et al. (1983) em estudo de elementos-traço associados ao material particulado atmosférico, coletado em filtros de fibra de vidro, o efeito da extração com ultra-som aumentou a precisão e acurácia na determinação de 13 elementos, inclusive o V.
As amostras foram digeridas em um sistema fechado, utilizando um forno de microondas da marca Anton Paar MULTIWAVE V. 4.20.6 com um programa composto de duas etapas conforme manual do fabricante.
Os dois programas de digestão (PAAR 002H e PAAR 003H) utilizados neste estudo diferem principalmente no número de etapas envolvidas e na potência aplicada.
O programa 1 (PAAR 002H) consiste de três etapas. A primeira etapa inicia- se com uma potência de 700 W e por um período de 10 minutos a potência atinge 1000 W.
Na segunda etapa a potência permanece constante em 1000 W durante 10 minutos e ao final tem-se a etapa de resfriamento com potência zero durante 15 segundos.
O programa 2 (PAAR 003H) com duas etapas, iniciou-se com uma potência de 1000 W permanecendo inalterada por de 20 minutos. E por fim, a fase de resfriamento numa potência zero por 15 minutos.
A digestão das amostras foi acompanhada através do computador embutido no microondas que plotava os gráficos da variação da potência (watt) em função do tempo (minutos).
Após a digestão, as amostras eram transferidas para um frasco de polietileno e o extrato era avolumado, com água destilada, até volume final de 15,0 mL. E posteriormente, levados para a análise dos elementos. O mesmo procedimento foi adotado para os brancos dos filtros e para o material de referência “Coal Fly Ash” - NBS 1633a.
6.4 DETERMINAÇÃO DO TEOR DOS ELEMENTOS
O teor de K foi obtido através da espectrometria de emissão atômica com chama (FAES) utilizando-se um espectrômetro SpectrA A–300 (VARIAN) sob as condições apresentadas na Tabela 03. O limite de quantificação para o K foi de 2,95mg/L, sendo calculado a partir de 10 X SB, onde SB representa o desvio
padrão do branco.
Tabela 01: Condições de operação do espectrômetro Spectra A-300 da marca VARIAN Parâmetro Comprimento de onda (nm) 766,5 Fenda 0,1 Combustível Acetileno Oxidante Ar
O teor dos demais elementos (Ca, Cu, Mn, Mo, Ti, V e Zn) foram obtidos pela espectrometria de emissão atômica com fonte de plasma utilizando um espectrômetro da marca Perkin Elmer , Modelo Optimol 3300 DV, com 40 MHZ de freqüência e rede de difração dupla 374 linhas / mm, sob as condições de operação apresentadas na Tabela 04.
Tabela 02: Condições de operação do ICP - AES Optimol da marca PERKIN ELMER
Condições de operação do ICP - AES (Perkin Elmer) Força do gerador 1300 W
Vazão do gás plasma 15 L/min Pressão do nebulizador 60 psi
Nebulizador utilizado Conespray
Modo de integração área do pico com três pontos
O comprimento de onda (nm) utilizado bem como o limite de detecção dos elementos analisados é apresentado na Tabela 05.
Tabela 03: Parâmetros analíticos de determinação dos elementos por ICP - AES. Elementos Limite de detecção (µg/L) λ (nm)
Ca 0,1 317,931 Cu 2,0 324,750 Mn 2,0 259,369 Mo 15 202,034 Ti 2,0 336,12 V 2,5 290,878 Zn 5,0 213,855
6.5 TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS
A fim de se obter relações entre as variáveis ambientais em um plano fatorial multidimensional e a influência destas relações na distribuição das
amostras no mesmo plano, foi realizada a análise de componentes principais (ACP) utilizando-se o pacote estatístico STATISTICA, versão 6.0. É uma das técnicas pioneiras na análise estatística multivariada, com o objetivo de reduzir a dimensionalidade de um conjunto de dados (VANDEGINSTE, B. G. M. et al., 1998).
7. RESULTADOS E DISCUSSÕES