Resultados da APFA aplicada ao conjunto de dados das três estações amostradoras (IFUSP,

Foram amostrados, entre agosto de 2011 e janeiro de 2014, cerca de cem filtros em cada uma das quatro estações (IFP, FSP, CGH e FSP). Estas amostras compõe uma imensa base de dados de material particulado atmosférico da Região Metropolitana de São Paulo. Devido às altas concentrações, ocorreram frequentes entupimentos nos filtros no caso da estação de CGH, tornando impossível a separação do material particulado nas frações fina e grossa. Contudo, os filtros das demais três estações foram todos utilizados para a identificação quantitativa de fontes através do uso do modelo receptor.

A análise de fatores principais (PFA) foi aplicada ao conjunto de dados da fração fina das três estações. Após a validação da extensa base de dados, correção de eventuais outliers e estimativa de valores faltantes, 32 variáveis foram entradas no modelo. Na tabela A-4 são apresentados os resultados da análise de fatores, resultando em cinco fatores principais, capazes de explicar 80% da variabilidade dos dados. Observa-se que as variáveis V, Cr e, em especial, Cl-, tiveram menos de 65% da sua variabilidade explicada, mas, ainda assim, as comunalidades estiveram, em geral, em torno de 0.8. A partir das associações majoritárias entre os fatores principais e cada espécie química ou composto, foi possível discriminá-los como:

1. O primeiro fator se associa principalmente com os elementos traçadores de ressuspensão de solo, mas também com o PM2.5 e com OC, indicando

impacto veicular. Esse fator corresponde à variabilidade conjunta de

emissões veiculares e solo.

2. Associado majoritariamente com SO4, NH4, V, P, além dos elementos Mn,

Ni, Pb, Cr e Zn, este fator representa as emissões industriais e de sulfato. 3. O terceiro fator principal é marcado pela presença do PM2.5 e OC, sendo de

impacto veicular. Este perfil veicular tem associação majoritária com EC e

EBC, em comparação ao primeiro fator principal, indicando maior impacto de veículos pesados.

4. O quarto fator, assim como na análise das estações separadamente, tem a presença de Na, Cl e Mg, isto é, aerossóis marinhos.

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5. Por fim, a quinta componente corresponde a aerossóis orgânicos

secundários, associada predominantemente aos compostos acetato,

formiato, oxalato e nitrato.

A aplicação da APFA forneceu resultados quantitativos sobre as contribuições de cada um dos fatores principais separados pelo modelo para a concentração das variáveis medidas. Na tabela A-5 são exibidos os resultados da APFA, incluindo todas as variáveis medidas. Observa- se novamente que as fontes de impacto veicular juntas são responsáveis por cerca de 90% das concentrações de NOx e CO. Na comparação entre o total modelado e a concentração observada, a análise foi capaz de explicar em torno de 99% da média medida para todas as variáveis, inclusive do PM2.5.

Novamente, foi feita uma redistribuição da massa atribuída a cada fator principal a fim de determinar o impacto efetivo de cada setor. A contribuição de aerossóis oriundos de ressuspensão de poeira do solo é determinada a partir das concentrações dos elementos Al, Si, Ca, Ti e Fe modeladas na primeira componente. Subtraída a massa atribuída à componente solo, a contribuição veicular total deve-se a soma das componentes 1 e 3 à fração da componente sulfato atribuída a este setor (37%). Feitas essas considerações, a figura 5-4 apresenta a distribuição final das fontes de aerossóis atmosféricos na RMSP para o PM2.5.

Figura 5-4 Atribuição final de fontes do material particulado fino para o conjunto de dados das estações IFUSP, Cerqueira César e Ibirapuera.

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Em consistência com os resultados obtidos na análise individual de cada estação, a PFA aplicada à base de dados como um todo associa o material particulado fino majoritariamente às

emissões veiculares, respondendo por 62% do total. Emissões industriais e de aerossóis de

sulfato tem um impacto de 20%, enquanto SOA, ressuspensão do solo e aerossóis marinhos, foram responsabilizados por 9, 7 e 2% do total.

O impacto de cada um dos fatores principais na concentração de material particulado ou de qualquer elemento/composto para cada amostra individualmente pode ser calculado a partir da equação 3-7. Utilizando novamente os critérios para redistribuição da massa, foi calculado o impacto efetivo das cinco fontes de aerossóis atmosféricos no conjunto dos filtros das estações Ibirapuera, IFUSP e Cerqueira César. As figuras 5-5 a 5-9 mostram a série temporal das concentrações de PM2.5 atribuídas a essas fontes durante todo o período de amostragem do

projeto.

Figura 5-5 – Série temporal das concentrações de PM2.5 atribuídas às emissões veiculares na

APFA com cinco fatores para o conjunto de dados das estações IFP, FSP e IBP no período de agosto de 2011 a janeiro de 2014. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 P M2.5 (µg m -3 )

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Figura 5-6 – Série temporal das concentrações de PM2.5 atribuídas à ressuspensão de poeira do

solo na APFA com cinco fatores para o conjunto de dados das estações IFP, FSP e IBP no período de agosto de 2011 a janeiro de 2014.

Figura 5-7 – Série temporal das concentrações de PM2.5 atribuídas a aerossóis de

sulfato/emissões industriais na APFA com cinco fatores para o conjunto de dados das estações IFP, FSP e IBP no período de agosto de 2011 a janeiro de 2014.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P M2.5 ( µ g m -3)

Série temporal da componente de ressuspensão de solo

-2 0 2 4 6 8 10 P M2.5 ( µ g m -3)

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Figura 5-8 – Série temporal das concentrações de PM2.5 atribuídas ao aerossol marinho na

APFA com cinco fatores para o conjunto de dados das estações IFP, FSP e IBP no período de agosto de 2011 a janeiro de 2014.

Figura 5-9 – Série temporal das concentrações de PM2.5 atribuídas a aerossóis orgânicos

secundários na APFA com cinco fatores para o conjunto de dados das estações IFP, FSP e IBP no período de agosto de 2011 a janeiro de 2014.

É possível verificar um perfil sazonal nas séries temporais das concentrações de PM2.5

atribuídas aos fatores principais de emissão veicular, ressuspensão de poeira do solo e aerossol orgânico secundário, com concentrações mais altas no período de inverno em relação aos meses de verão. Os fatores de emissão industrial e aerossol marinho apresentam bastante variabilidade

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 P M2.5 ( µ g m -3 )

Série temporal da componente de aerossol marinho

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PM2.5 ( µg m -3)

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ao longo de toda a série temporal não representando um perfil característico. A figura 5-10 mostra a média das contribuições de cada uma dessas componentes discriminada entre os períodos de inverno (Maio, junho, julho e agosto) e verão (novembro, dezembro, janeiro e Fevereiro).

Figura 5-10 – Contribuição média dos cinco fatores principais para a concentração de material particulado fino referente ao conjunto de dados das estações IBP, FSP e IFP, para os meses de inverno (Maio, Junho, Julho e Agosto) e verão (Novembro, Dezembro, Janeiro e Fevereiro).