UNIVERSIDADE
DE
SÃO
PAULO
INSTITUTO
DE
GEOCIÊNCIAS
UNIVERSITÉ
DE
TOULON
ET
DU
VAR.
LEPI
CARACTERIZAçAo
DE
POLUENTES
ATMoSFÉnlcos
(METAls
rRAço
E
H
ID
ROcARBo
N
ETOS
Po
l-
lciCl
lcos
ARo
rvlÁr
¡COS)
NA
TNTERFACE
ATMOSFERA-SOLO
EM
ÁneAS
URBANA
E
NATURAL DO ESTADO
DE SÃO
PAULO.
Christine
Laure Marie
Bourotte
Orientadores:
Prof.
Dr.
Adolpho
JoséProf.
Yves
Lucas
TESE DE
DOUTORAMENTO
Programa
de
Pós-Graduação
em
Geoquímica
e
Geotectônica
SÂO
PAULO
IJNIVERSIDADE
DE
SAO
PAULO
/Nsr/ruro
DE
GloclÉlvcms
UNIVERS/IE DE
TOULON
ET DU
VAR
-
LEPI
cARAcrERtzAçÃo
DE eoLUENTES
ATMosFERlco9
(lvlETAls
TRAço
E
HtDRocARBoNETos
PoLlcícucos ARouÁncos)
NA
INTERFAcE
ATMosFERA-soLo
enn
ÁneAs
URBANA E
NATURAL
Do
EsrADo
or
sÃo
PAULo
CHR/SI/NE
LAURE MARIE BOUROTTE
Orientadores:Prof.
Dr.
Adolpho José
Melfi
Prof.
Dr.
Yves
Lucas
TESE
DE DOUTORAMENTO
coMtssno
¡ul-cADoRA
Nome
Presidente:
Prof.Dr.
Adolpho José MelfiExaminadores:
Prof.Dr.
Yves LucasProF
DÉ
Pérola de Castro VasconcellosUNIVERS¡DADE
DE
SÃO
PAULO
INSTITUTO
DE
GEOCIÊNCIAIS
UN¡VERS¡TÉ
DE TOULON
ET
DU
VAR
.
LEPI
GARACTERIZAçÃO DE POLUENTES ATMOSFÉR|COS
(METAIS
TRAçO
E HIDROCARBONETOS
POLIcícLlcOS
AROMÁÏCOS)
NA INTERFACE
ATMOSFERA.SOLO
EM
ÁREAS URBANA E NATURAL
DO
ESTADO
DE
SÃO
PAULO.
Christine
Laure Marie Bourotte
Orientadores:
Prof.
Dr.
Adolpho
José
Melfi
Prof.
Yves
Lucas
Tese
oe
DouroRAMENTo
Programa de Pós-Graduação em Geoquímica e Geotectônica
DEDALUS-Acervo-lGC
ililililililililillllilllilllillillllilililllililffi
São Paulo
2002
A
ferra
esPero Pelo seu auxílio.Ela
lhe
dtí oar para
respirar,
desde que nasceu, a óguapara matar
sua sede,O
alimento para sustenf¿í-lo,
aresidência para protegâ-lo.
E
você, o que dóen retribuição2
Esfó contribuindo para
aprosperidade da ferca
que orecebeu
De
braços
abertos
permitindo-lhe
a evoluçãoe
oaprendizado?
Não se esqueçade
quea
Terca esperapelo
Seuauxílio.
RESUMO
O presente trabalho visou a determ¡nar o ¡mpacto do mater¡al particulado atmosfér¡co
(PM10) coletado na área natural de Cunha (Parque Estadual da Serra do Mâr),
e
na áreaurbânâ de São Paulo (floresta urbana/PEFI,
e
Faculdade de Medicina) sobrea
supeÍicieterreslre (solo) através
do
estudode
sua composição químicae de
suas característicasmorfológicas e mineralógicas.
Os resultados obtidos evidenc¡aram um gradiente de concentração do material part¡culado
no sentido, Cunha- PEFI- Fâculdâde de Medicina onde âs concentrações na área urbana são
cerca
de
6
e
3
vezes mais altas do quea
área naturaldufanteoinvernoeoveräo,
respectivamenle. As baixas concentrações de material particulado foram assoc¡adas com a
passagem de frenies ffias e evenlos chuvosos tanto na área natural como na área urbana,
enquanto que, as altas concentraçðes de matel¡al paúiculado (fino principalmente) foram assoc¡adas
a
presençade
situações estáveisda
atmosfera, d¡f¡cultandoa
d¡spersão dos poluentes (Alta Polar, Atlântico Sul, inversäo térmica, calmaria). em áreas urbanas.A análise da composição química da fração solúvel do material pârticulado fino mostrou
que na área natural, Na', K*, Cl , SO42, Zn, e Ni foram as espécies predominantes, enquanto
que na área urbana, SOa2, NO3', NH4., Zn, Fe, Al, Ba, Cu, Pb, fuln
e
Ni predominaram. Acomposição quÍmica da fração solúvel do maler¡al partirulado fino fo¡ assoc¡ada com fontes naturais (terrÍgenas e mar¡nhas) para Cunha, e com fontes antrópicas (emissões veiculares, industr¡ais e processos de combustão) principalmente, e natura¡s (mar¡nhas principalmente e
terrígenas) na c¡dade de São Paulo, o que foi confirmada pelas observaçðes realizadas através da Microscopia Eletrônica de Varedura.
Nas águas
de
chuvâ tantono
¡nverno, como no verão, as espécies iôn¡cas quepredominaram seja na área natural, seja nas áreas urbanas, foram NHq', No¡- e Soo2- e Fe2' e
2n2.. Entretanto, certas espécies caracter¡zaram também as diferentes áreas estudadâs: K., Nat e Cl', em cunha, K., ca2., Na* e cl-, no PEFI, e ca2' e
cf
na Fâculdade de Medicina.A
composição mineralógicae
granulométrica dos solosde
Cunhae
do PEFI foicaracterística de um latossolo vermelho-amarelo. No PEFI, um comportamento diferenciado
dos elementos trâço no perfil, foi relacionado a aportes atmosféricos. Analisando a composiçåo química dos solos
e
das águasde
pencolaçäo em Cunhae
no
PEFIe
considerando âcomposição das águas de chuva, sugeriu-se que ålém da contribuição do solo, a precipilação
Õonstitui uma fonte significat¡va de amônio para o solo, em Cunha e de sulfato no PEFI, e de cloreto para os dois locaís estudados.
Em relaçäo aos compostos orgánicos (HPAs), os primeiros resultados obtidos para o
solo, em Cunha e no PEFI, ev¡denc¡aram concentrações mais altas na área urbana do que na
área natural. Compostos de peso molecular mais alto, tais como
o
benzo(ghi)per¡leno, osbenzo(b) e (k)fluorantenos, foram detectados no PEFI, enquanto que em Cunha, compostos ma¡s leves foram encoììtrados.
A
orìgem destes compostosfoi
âssoc¡adâ com fontes deRËSUMÉ
L'évaluat¡on de I'impact du mater¡eì particula¡re atmosphér¡que (PM10) sur lã surperficie terrestre (sol)
à
part¡Íde
l'étudede sa
compos¡tion chimiqueet de
ses caractér¡stiquesmorphologìques et mìnéralog¡ques a constilué l'objectìf de ce travail. Pour ce faìre, le mâlérìel
particula¡re a été collecté dans le site naturel de cunha (Serra do MaO et l'âire urbaine de São
PaulÕ (fôret urbåine/PEF| et Fåculté de Médeeine).
Les résultats obtenus ont m¡s en év¡dence un gradient de concentration dâns le sens Cunha-PEFI-Facullé de Médecine. Les concentrations dans I'aire urbaine sont respect¡vement,
6 et 3 fo¡s supérieures à celles de I'a¡re naturelle pendant I'h¡ver et pendant l'été. Les fa¡bles
concentrations du matériel paniculaire onl été associées à des passages de fronts fro¡ds et aux évènements pluvieux aussi bien dans l'a¡re naturelle que dans I'aire urbaine, tandis que les
concentrations élevées de matériel particulaire (fin particulièrement) ont été associées
à
laprésence de s¡tuations atmosphériques stables, dificultant la dispersion des polluants (Alta Polar, Atlântico Sul, ¡nvers¡on thermiques, câlmar¡es) dans I'aire urbaine.
Dans I'aire naturelle, la fraction soluþle du matér¡el paúicula¡re f¡n est caractérisée par
la présence de Na', K-, Cl , SO42-, Zn, et Ni tandis que celle de I'aire urbaine est caractérisée par les espèces SO42-, NO3, NH4-, Zn, Fe, Al, Ba, Cu, pb, l\¡n et Ni. La composition chimique du particulaire fin, colleclé à Cunha, a été assoc¡ée à des sources crustales et marines tandis que dans l'aire urbaine, sâ composition ch¡mique reflète surtout la contr¡bution des émiss¡ons
véhiculaires, ¡ndustrielles
et
des divels processusde
combustion, ce qu¡a
d'a¡lleurs étéconfìrmé par ì'observatìon faile au Microscope Electronique à balayage.
La
composition chimiquedes
eauxde
pluies, dansles
deux sites étud¡és estcaractériséè par les espèces NH4', No3- e SO42, Fe2. ê 2n2.. Cependânt, cel1aines espèces diférenc¡ent I'alre naturelle de I'a¡re urbaine: c'est le câs de K', Na. et Cl', pour Cunha, K*, Ca2',
Nâ' et Cl , pour le PEFI, et Câ2' et Cl pour lâ Fâcultó de Médecine.
La composit¡on m¡néralogique et granulométr¡que des sols de Cunha et du pEFl est
caractér¡st¡que d'un sol latér¡t¡que. Em prenanl em considération les résultats de I'analyse
chimique des sols ei des eaux de percolation, et celle des eaux de plu¡e, il a été suggéré que, outre la contribution du sol, la précip¡tation constitue une source significative de NH4- et Cl pour
le sol, dans le site de Cunha, et de SOa2- et Cl'dans celui du pEFl.
En ce qui concerne I'analyse des Hydrocaúures policycliques aromat¡ques (HAps) dans les hor¡zons superfic¡els du sol, les premiers résultats ont montré que les concentrations sont plus élevées dans le sol utbâ¡n que dans le sol naturel de Cunha. Les composés de poids
moléculaire plus élevé tels que le benzo(gh¡)perytene, les benzo(b) e (k)fluoranthènes, ont été
détectés dans le profil pédologique du PEFI tandis que dâns le profil de Cunha, ce sont les
composés plus légers
qui
prédominent. L'origine de ces composésa
été attribuéeà
dessources de combustion natufelles (comme les feux de biomasse, par exemple) et anthropiques,
ABSTRACT
This study ¡s focused on the evaluation of the impact of the particulate atmospheric matter (PM10) on the terrestrial surface (soil). The chemical composition, moÌphological and mìneraiog¡cal characterìstics of ihe pariiculaie matter were determined ìn samples coilecteci in
the naturâl area of cunha (Serra do Mar) and ¡n the urban area of Säo Paulo City (urban
forest/PEF| and Fâculty of I\/ledicine, a str¡c urban site).
The results showed a concentrãt¡on gradient between Cunha-PEFI-Faculty of
Med¡cine-The concentrutions
cf
atmospheric pafticulate matter in the urfran area weie5
and 3 tirnesh¡gher than the natural area during winter and summer, respeclively. Low concentrations of particulate mâtter were åssociated with cold fronts and rainy evenls in both sites whereas h¡gh
concentrat¡ons were attributed to stable atmospher¡c conditions difficuting pollutants dispersion (Altâ Polâr, Atlântico Sul, thermâl invers¡ons, câlmar¡es) in the urban area.
ln natural area, the soluble fraction of fine pârticulâte matter was character¡zed þy the chemical species of Nâ', K' , Cl-, SO4? , Zn, ând N¡ while in the urban site, the chemicals so4? ,
NO3, NH4., Zn, Fe, Al, Ba, Cu, Pb, Mn and Ni were predom¡nants. The chemical composition of fine padiculate matter collected in Cunha area was associâted to crustal and mârine sources. ln
the urban site,
the
chemical composit¡on reflected contr¡bution of vehiculâr and industlialemissions and combustion processes wh¡ch has been confirmed by SEM observatìons.
Chemical composition of rainwater in boih sites wâs characterized by NH¿., NO:- and
SO42" , Fe2' and Zn2' species. However, some other species diferenciated the natural area from
the urban one: K-, Na' end Cl- species for Cunhâ ereâ,
K,
Câ2', Nå' and Cl-, for PEFI area, andca2., cl-the Faculty of Medic¡ne.
Mineralog¡cal
and
granulomelric composit¡onof
Cunhaand
PEFI soils
wascharacter¡st¡c of
a
later¡tic soil. Considerat¡ng the results of chemical analyses of soils andperco{ation waters and rain\ryater,
it
has been suggested that the precipitation constituted asignificanle source of NH4' and Cl' for the Cunha natural soils and Soa2- and Cl- for the PEFI ones
The polycyclic aromat¡ô hydrocarbons (PAHs) compos¡tion of these soils showed higher concentrations in urban area than naturâl one. Higher molecular species (benzo(ghi)perylene,
benzo(b)
and
(k)fluoranthenes) were predominantin the
urban soils whereas only lower molecular spec¡es were detected in the Cunha natural soils. The or¡gin of these PAHs wasattr¡buted to natural (e.9. biomass burning) and anthropic sources of combustion but in the
AGRADECIMENTOS
No dia 06
de
l\/arçode
2OO2, cinco anosteräo se
passadosentre
o
meu pr¡me¡ro contato com a terra Bras¡leira ea
realização de um grande passo pessoal eprofissional.
O
Brasil me contam¡nou,e
hoje, sou bras¡leira de coração, francesa dealma...
O
caminho nãofoi
simplese
para chegaraté lá,
precise¡ lutar,me
agarrar,confiar e me dedicar sem perder de vista o meu objetivo: ir até o fim. Foram tantas as
emboscadas da vida que quase desisti, mas foram
a
simpatiae o
carinho de todos,que de perto ou de longe contribuÍram para a realização deste trabalho, que me deram
a força de persistir...
Antes
de
tudo, quero agradecero
Prof. AdolphoJosé
Melfie o
Prof. YvesLucas, meus orientadores,
pela
oportunidadeque me
deram, atravésda
co{utelaentre a Universidade de São Paulo e
a
Universidade de Toulon et du Var. Agradeço a eles pela simpatia,a
competênciae a
dedicação,e
por todasas
providências quetomaram quando
foi
preciso contornar os contra-tempose
enfrentar as s¡tuações deemergència...
Quero
agradecero
Prof.
Oswaldo lvlassambanipor ter-me
hospedado no lnst¡tuto Astronômico e Geofísico na Cidade Universitária e em Água Funda, e por todo o apoio administrativo.Agradeço
a
CAPESpela
bolsade
Doutoradoe
a
FAPESPpelos
recursosfinanceiros através do Projeto No 10356-5.
Agradeço especialmente
a
Dra.
Maria CristinaForti pela
sua amizade, suadedicação e envolv¡mento,
e
pelo fato de que sempre ftcou do meu lado, sempre meencorajou e me deu os empurrões necessários...
Agradeço
a
Profa. Son¡a Mar¡a Barros de Oliveira pela s¡mpatiae
por ter-mecedido um espaço no Laboratór¡o de Geoquímica, no lnstituto de Geociêncras, durante
a fase final deste trabalho.
Agradeço também Valdir de Cicco e Roberto Starzynski por ter-me acolhido em
Cunha (Parque Estadual da Serra do Mar-Núcleo Cunhailnda¡á) onde foram real¡zadas
as coletas.
Agradeço
o
Prof. Paulo H.N.
Saldivapor ter-me dado
a
oportunidade de real¡zar as coletas na Faculdade de l\iledicina.Agradeço
a
Profa. Lilian R.F.
Carvalho por ter-me oferecìdoos
recursos daHPLC
e
particularmenteo
Prof. Jorge lViorelra Vaz pelo seu apoio e sua competênciaestudo dos HPAS, Quero agradecer também a Dra. Lar¡sse Montero pela amizade e a
paciência que ela dedicou
em
me ens¡naro
usoe
func¡onamentoda
HPLC, para aanálise
de
HPAS. Obrigada tambéma
Profa. Pérolade
Castro Vasconcellos pelasdicas e por ter-me aconselhado conversar com o Prof. Jorge Moreira Vaz.
Agradeço
a
Profa. Mariade
Fátima Andradee
o
Prof. Fabio L.T. Gonçalvespela simpatia e o apo¡o no bom entendimento da parte meteorológica relac¡onada ao
trabalho, e o carinho desde a minha chegada no lAG. Agradeço padicularmente Odon
Sánchez-Ccoyllo
por ter
calculadoas
trajetóriasde
chegadae ter
me
esclarecidosobre
mu¡tos assuntos meteorológicos. Agradeço tambéma
recente Dra.
Regina lvìaurade
Miranda pela sua am¡zadee
sua prec¡osa ajudae
dicasna
análise dos resultados acerca do materìal particulado atmosfér¡co.Agradeço
o
Prof. Paulo Artaxo pela competênc¡a e as sugestões dadas desdeo exame de qualificação.
Agradeço
o
Prof. Armand Boujo pela sua amizade, confiança, e o fato de quesempre me encorajou e me ofereceu seus recursos informáticos quando mais prec¡se¡.
Agradeço também
o
Prof. Adilson Carvalho por ter-me acolh¡do no lnstituto deGeociências,
pela
sua
simpat¡ae
pr¡ncipalmentepor
ter-me
emprestadoa
sua ¡mpressora IAgradeço
o
Prof. Artemio Plana Fattori pela sua amizade e por ter-me ajudadomuito no primeiro ano...
Agradeço
Ana
Lucia
Loureiropelas dicas acerca das coletas
do
material particulado atmosférico e o SFU.Agradeço
a
Profa Célia
Reg¡naLauar pela sua
simpatiae
seu apoio
em Piracicaba, as análises de Ra¡os-X e o MEV.Agradeço Rosana
Asiolfo
pelas anál¡sesde
cátionse
ânionsnas
soluçõesaquosas
e
para ter-me ajudado
bastantena
realizaçãodeste trabalho,
e
PauloSebastião para ter preparado as amostras de solo e pela sua simpatia de sempre.
Agradeço lvail e João pelo apoio técnico durante as coletas em Cunha e por ter
coletado as águas do solo,
e
obrigada pelo car¡nho e a comida caseira dos "CordonsBleus" durante a minha hospedagem em Cunha.
Agradeço
a
Verae a
Cac¡lda que sempre me ajudaram quandofoi
preciso, etodos
os
funcionáriosdo
IAG
que
contribuíramna
realização deste
trabalho:pdncipalmente, lvan da mecânica, Helio, o motorista, Lélis e a "Lu" da gráfica, Sergio e
Mar¡o da estação meteorológica pelos dados meteorológicos,
e
a Lourdes ea
Marisa,Agradeço também Cleide e Sueli, do Laboratório de Geoquimica no lnstituto de
Geociências, para ter suportado a minha bagunça,
e
princ¡palmente pelo car¡nho e assábias palavras nos últ¡mos meses...
Agradeço Ana-Paula e Magal¡ da secretaria de Pós-Graduação pela geniileza e
para sempre ter cuidado de mim no lnstituto de Geociências.
Quero também
agradecerRosana,
Rosângelae
Glória pelo carinho
e
aefic¡ência nos contatos com o meu or¡entador.
F¡nalmente, agradeço Mme Nehlil pela sua contribuição
lá do
outro lado doAtlånt¡co e pela sua ¡mensa gentileza...
Agradeço também Christine Dauga pela sua grande amizade
e
por sempre terme
apoiado,por
todos
os
momentos convividosjuntas
no
Brasil
e
por
ter-metransmitido a paixão pela escalada! Obrigada também
a
lVlarie-pierre Ledru e JerômeBascou para
ter
acompanhadoo
trabalhodos
últimos meses,e
Magali Ferez peloapoio
e
sua preciosa ajuda. Agradeço também lsaace
o
Prof. Marcos Egydio pela gent¡leza e a ajuda no final deste ano, e, Emy, e Andrea pela ajuda e as dicas duranteo tempo que eu fiquei no LEMA, no lnst¡tuto de Química.
Agradeço Mr
e
Mme Gtnouvés porter
sempre me apo¡adoe
acreditado emmim, muito obrigada pela força que vocês me deram durante esses anos.
Agradeço a meus familiares pelo apoio e car¡nho, e pr¡nc¡palmente
a
minha t¡ae madrinha Monique, pela cumplicidade dos últimos tempos
e
meu tio Romain porter-me visitado no Bras¡|.
Agradeço do fundo do coração o Vovô Nunes e, principa¡menie a Vovó lsolda
por
ter
segurado nossa "Pequena Mala" quando precisei me ausentar(e
não forampoucas vezes !l!!). Obr¡gada pelo carinho e para ser um pouco minha mãe também.
Muito obrìgada a "Vovó" Yone, Renata, Marc¡o e Gabriel pelo carinho e para ter
cuidado do Matheus também quando foi preciso.
Finalmente, agradeço
a
meu maridoo
apoio contínuo,a
paciência,as
horaspassadas
ao
meu lado, nãosó
para ed¡tar as figurase
impr¡mira
tese, mesmo seainda não
a
leu,e,
s¡mpìesmente, obrigada por fazer pafteda
minha vidae ter
medado o seu maior presente: o Matheus.
A
todos que direta ou ¡nd¡retamente contribuíram na real¡zação deste trabalhoit¡o¡cr
Resumos
Agradec¡mentos
Lrsta de Figuras Lista de Tabelas
INTRODUçÂO
GAPíTULO
l-A
POLUIçÂo
ATMOSFÈRICA
1.1.
-
Estrutura
da atmosfera1.2.
-A
poluição atmosfér¡ca1.2.1 .
-
Class¡ficação dos poluentes1.2.2.
-
Fontes, formação e geraçåo dos aerossóis1.2.2.1,
-
Or¡gem natural 1.2.2.2.-
Or¡gem antróP¡ca1.2.2,3.
-
Geração de partículas secundár¡as1.2.3.
-
Distribuição de tamanho do aerossol atmosférico1,3.
-
Processos de dispersão e remoção dos aerossóis1.3.1.
-
Transformação dos aerossó¡s1.3.2.
-
Principais piocessos de remoçäo/dispersåo dos aerossóisatmosféricos
1.3.2.1.
-
DePosiçäo seca1.3.2.2.
-
DePosição úmìda1,4.
-
lnfluência dos parâmetros meteorológ¡cos sobre a remoçãodos poluentes 1.4.1.
-
O vento1.4-2.
-
A turbulência1.4.3.
-
lnversão térm¡ca1.5.
-
Conseqüências da polu¡ção atmosférica1.5.1.
-
Saúde1.5.2.
-
Vegetação 1.5.3.-
Hidrosfera1.5.4.
-
Materiais de construção1.5.5.
-
Clima1.6.
-
Padröes da qualidade doar
CAPITULO
II-
OMATERIAL PARTICULADO ATMOSFÈRICO
11.1.
-
Espécies ¡norgânicas: metaistraço
e íons maioresll.1 .1,
-Origem
das espécies inorgânicas11.1.1.1.
-
Fontes geoquímicas ou naturais11.1.1.2.
-
Fontes antróPicasll. 1 .2.
-
Comportamento no ambiente11.1.2.1.
-
Atmosfera11.1.2.2.
-
Agua de chuvall.1.2.3.
-
Solos11.2.
-
H¡drocarbonetosPolicíclicos
Aromáticosll-2.1.
-
Estrutura e propriedades dos HPAs11.2.2.
-
Poder genotóxico dos HPAspr
piv
11.2.3.
-
Fontes dos HAPs11.2.4.
-
Ocorência dos HPAs no meio ambiente11.2.4.1.
-
Atmosferat
.2.4.2.-
Agua11.2.4.3.
-
Solos11.2.5.
-
Processos de remoçäo 11.2.6,-
Amostragem11.2.7.
-
Metodologia analíticaCAPÍTULO
II¡.-
LOCAIS
DE ESTUDOlll.1.-Omeiourbano
lll.1.l.
-
Faculdade de Medicina ('Fac. Med.")111.1.2.
-
Parque Estadual das Fontes do lpiranga (PEFI)lll,1 .2.1.
-
Geologia e topografia111.1 .2.2.
-
Climalll.1 .2.3.
-
Solos e vegetaçãolll.2.
-O
meio natural111.2.1.
-
Geologia e topografia111.2.2.
-
Clima111.2.3.
-
Solos e vegetaçãop52
p55
p55
p58
p60
p62
p64
p64
p68
p71
p73
p75
p75
p75
p76
p76
p76
p78
p78
CAPITULO
IV,-
AMOSTRAGEM
EMETODOLOGIAS
ANALíTICAS
P 80lV.1. - Amostragem do material part¡culado
lV.1.1.
-
lmpactador de cascatalV.1 .2.
-
Amostrador para pequeno volume ou "MiniVol"1V.2.
-
Amostragem das águas1V.2,1 .
-
Águas de chuva|V.2.2.
-
Aguas do solo1V.3.
-
Amostragem do soloIV.4.
-
Períodos de amostragem|V.5.
-
Metodologias analíticas empregadas1V.5.1,
-
Preparação e armazenamento das amostras1V.5.1.1.
-
Material particulado1V.5. 1 .2.
- |gu"t
de chuva1V.5. 1 .3.
-
Aguas do solo |V.5.1 .4.-
Solo|V.5.2.
-
Metodologia analítica para as soluçöes aquosas|V.5.3.
-
Dosagens dos HPAsIV.5.3.1.
-
Cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) 1V.5.3.1.1.-
Extração|V.5,3.1.2.
-
Cal¡bração do equipamento|V.5.3.1.3.
-
Resultados de recuperação e amostras testes1V.5.3.2.
-
Cromatograf¡a gasosa acoplada a espectrometria demassa (CG-EM)
p80
p81
p83
p84
p84
p84
p85
p85
p87
p87
p87
p87
p88
p88
p88
p90
p90
p90
p94
p 101
CAPIÍTULO
V.-
APRESENTAçAO
EDISCUSSÃO
DOSRESULTADOS
p
111V.1.
-
Meteorolog¡a dos diferentes períodos deamostragem
p 111V.1.1.
-
lnvemo de 1998 e verão de1999
p
114V.1.2.
-
lnverno de 1999 e verão de2000
p 116V.2.
-
Material particuladoatmosfér¡co
p
1 19V.2.1.
*
Quantificação o materialparticulado
p 119V.2.1 1.
-
MiniVol
p 119V.2.1.2.-HiVol
p123
V.2.1.2.1.
-
Período de invemo de1999
p
128V.2.1.2.2.
-
Período de verão de2000
p 133V .2,1 .2.3.
-
Conclusão sobre a quant¡f¡cação do material particulado AtmosféricoV -2.2.
-
Morfologia e mineralogia do material part¡culado atmosféricoV.2.2.1.
-
CunhaV.2.2.2.
-
Faculdade de Medicinav.2.2.3.
-
PEFIV.2.3.
-
Composição química do extrato aquoso do material particuladoatmosférico
V.3.
-
Composição química das águas dechuva
p
165V.3.1.
-
Espéciesinorgân¡cas
p 165V.3.2.
-
Metaistraço
p
176V.4.
-
Caracterização fís¡co-quím¡ca dossolos
p
179V.4.1.
-
Perfil pedológico de Cunha e doPEFI
p 180V.4-1.1-
-
Descrição morfológica do perfil deCunha
p 180V .4.1.2.
-
Descr¡çåo morfológica do perfil doPEFI
p 181V.4.2.
*
Caracterização mineralógica egranulométrica
p
182V.4.3.
-
Caracterjzaçäo química dos perfispedológicos
p 185V.4.4.
-
Comportamento dos elementos nos perfisestudados
p 189V.4.4.1.
-Análise
estatístìca
p 189V.4.4.2.
-Vatiação
da concentração das espécies com aprofundidade
p 191V.4.5.
-
Hidrocarbonetos policíclicosaromáticos
p
197V.5. - Composição quím¡ca das águas do
solo
p
199p 137
p 138
p 138
p 141
p
143p 146
S|NTESE
ECONCLUSÃO
REFERÊNClAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
p
211p
22OLISTAS
DË FIGURAS
Figura 1.1 . - Estrutura da
atmosfera.
pT Figura 1.2. - Geração do aerossolmar¡nho.
p 1 1Figura 1.3. - Contr¡buições relativas de cada tipo de fontes emissoras de
poluentes nå Região Metropolitana de São paulo (CETESB,
2000)
p 13Figura 1.4. - Distribuiçäo por tamanho do aerossol atmosfér¡co
(Segundo Whitby,
1978).
p 14Figura 1.5. - Processos envolvidos na remoção úm¡da de aerossóis
atmosfér¡cos (Segundo Hobbs,
2000).
p 19 Figura 1.6. - Aumento da veloc¡dade do vento com a altitude em funçâodo tipo de superfÍcie (Segundo Baumbach,
1996).
p 21Figura 1.7. - D¡agrama esquemát¡co ¡ndicando o comportamento das
plumas de em¡ssão de poluentes liberados acima ou dentto da camada de inversão térmica (adaptado de Baumbach, 1996) e fotos da cidade de
São Paulo ilustrando o
fenômeno.
p 23F¡gura 1.8. - Representação esquemát¡ca do s¡stema respiratório e comparaçåo
entre o tamanho das partículas no ar ambiente e a estrutura dos
alvéolos pulmonares (adaptado de Lighty et al., 2000 e Kupchella e Hyland,
1992)
p27
Figura 1.9. - Conseqüências dos efeitos nocivos da poluição atmosférica
sobre a
vegetaçäo.
p31Figura ll.1. - Estrutura dos 16 HPAs considerados poluentes prioritários
pela
EPA.
p 50Figura 11.2. - Formação dos HPAS (segundo Lighty et al.,
2000)
p 53Figura 11.3. - Representação esquemática de um s¡stema de extração
Soxhlet
p 66Figura lll.1. - Fotos de satél¡te mostrando a repaú¡çäo da vegetação e a
temperatura apa[ente, indicando que as áreas mais f¡ias correspondem às
áreas de vegetaçäo (Atlas Ambiental do Mun¡cípio de São
paulo).
p 69Figura lll.2. - Localização das áreas de
estudo.
p 70Figura lll.3. - Topografia da c¡dade de Säo paulo (Montero et al.,
2000).
p 72Figura lll.4. - Localização das áreas urbanas: Faculdade de Medicina e
pEFl.
p 74F¡gura lll.5. - Topografia da regìão de estudo: área natural de Cunha.
Figura lll.6. - Dois aspectos da vegetação da Mata Atlântica, representatìva da área do Núcleo de
Cunha/tnda¡á.
p 79Figura |V.1. - Pr¡ncíp¡o de separação das partículas através do impactador de
cascata (Segundo Quisefit e Gaudichet,
1998).
p 82Figura lV.2. - Representação esquemática do amostrador para pequenos
volumes.
p g3Figura 1V.3. - Fotografia do dispositivo empregado para coleta das
águas de percolaçâo do
solo.
p g5Figura 1V.4, - Metodolog¡a analítica empregada para extraçäo de HpAs a
part¡r do material part¡culado atmosférico coletado com o
HiVol.
p 92 Figura IV.5. - Cromatograma obtido com o detector UV-v¡s para a misturapadrão de 16
HPAs.
p 95Figura 1V.6. - Cromatograma obtido com o detector de fluorescência para
a mistura padrão de 16
HPAS.
p 97Figura |V.7. - Cromatograma obtido para o segundo ponto da curva de
calibração apresentando uma linha de base
anormal.
p 99Figura |V.8, - Cromatograma obtido para o segundo ponto da curva de
calibração realizada com a coluna
C18.
p 101Figura V.'1. - Origem das diferentes massas de ar que atuam na América do
Sul e no Brasil (Segundo Villanueva,
1994).
p
112Figura V.2. - Concentração do mater¡al particulado coletado com o amostrador
para pequenos volumes, em Fg.m'3, para cada ¡ocal de estudo e para cada
estação.
p
121Figura V.3. - Concentrações mínimas e máximas do material particulado, em pg.m-3, coletado em Cunha e São paulo durante os períodos de ¡nverno 1999
e de veråo
2000
pe1
Figura V.4. - Concentração méd¡a do mater¡al particulado coletado em Cunha e
São Paulo durante o inverno de 1999 e para cada quadrante de
vento.
p 123 Figura V.5. - Concentraçöes mínima e máxima do material particulado coletadoem cada local de estudo e para cada período de amostragem com distinção do
dia e da
noite
pn4
Figura V.6. - Concentração do material particulado (em pg.m-3), em cada estágio
do Hivol, para cada local de amostragem, coletado durante o inverno de
1999
p 129Figura V.7. - Ocorrência das p¡ecipitaçöes durante a amostragem do
material particulado no verão de 2000, para cada dia de coleta e em cada local
de estudo (A precipitação corresponde aos intervalos de amostragem diurno
e noturno, exceto para
Cunha).
p 13S Figura V,8. - Concentração do mater¡al particulado, em ¡rg.m-3, para cada estág¡odo HiVol, e cada local de amostragem, coletado durante o verão de
2000.
p 136 Figura V.9. - Fotografias obtidas por Microscopia Eletrôn¡ca de Varredura departículas atmosféricas, coletadas na área natural de Cunha.
(a) partículas terrígena, (b) partícuta biogênica (esporo), (c) partícula de halita cristal¡zada, (d) eflorescência de gipso, (e) partÍcula de sal
apresentando figuras de dissofuçäo e o rastro de sua forma inicial,
(f) aglomerado de partículas de diversas
origens.
p140 Figura V.10. - Fotografias obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura
de partículas atmosféricas, coletadas na área urbana da Faculdade de Medicina. (a) partícula esponjosa oriunda dos processos de combustão,
(b) detalhe da fotog¡afia (a), (c) associação de partículas metálicas,
(c)
partícula esfér¡ca de ferro, (e) partícura esférica de titånio, (f) partícura deferro associada com uma particula esponjosa, (g) ,,floi,de hal¡ta, (h) baguetes
de sulfato de
cálcio.
p
142Figura V.1 1 . - Fotografias obt¡das por Microscopia Eletrôn¡ca de VarreduE
de partículas atmosféricas, coletadas na área urbana do pEFl. (a) partícula
de alum¡no-s¡licato, (b) partículas biogênicas (polens e esporos), (c) partícula
de sal cristatizada, (d) partícula de sutfato de cálcio, (e) partícula
antropogênica esponjosa, (f) partícula de carbono (',soot',) de origem antrópica,
(g) partícula esfér¡ca de
ferro.
p
144
Figura V.12. - Concentração de íons maiores e elementos traço durante os
perÍodos de inverno e veråo, nos dois locais de
amostragem.
p
148Figura V-'13. - Trajetórias de chegada em Cunha (a) e em São paulo (b),
atingindo 100m acima da superfíc¡e para o perÍodo de amostragem
efetuado durante o inverno de
1999.
p 154Figura V.14. - Concentração média de cada espécie química considerada
em funçåo da direção do vento, para o perÍodo de invemo, na área natural
de
Cunha.
p156 Figura V.15. - Concentração média de cada espécie química cons¡derada em
função da d¡reçäo do vento, para o período de inverno, na área urbana de
Figura V.16. - Tipo e localização das indústrias at¡vas na Reg¡ão Metropol¡tana
de São Paulo, com at¡v¡dades potencialmente contaminadoras
(em Leäo,
1998).
p
1S9Figura V.17. - Variação da concentraçåo de cada espécie química analisada
ao longo do período de amostragem durante o ¡nverno de 1999, para a área
de
Cunha.
p 161Figura V.18. - Variação da concentração de cada espécie química anal¡sada
ao longo do petíodo de amostragem durante o inverno de 1999, para a área
de São
Paulo.
p 163F¡gura V.1 8. -
(continuaçäo)
p 164Figura V.19. - Concentraçäo dos íons ma¡ores (em pM) nas águas de chuva
coletadas por evento em cada local de
amostragem.
p 167Figura V.20. - Contribuição das frações marinha e não marjnha das espécies
iônicas presentes na água de chuva, durante alguns eventos chuvosos
escolhidos.
p 173Figura V.21. -Trajetórias de chegada de parcelas de ar obtidas para alguns dias
de amostragem das águas de chuva
(NOAA).
p 174Figura V.22. - Concentração dos metais traço (em pM) rras águas de chuva
coletadas por eventô em cada local de
amostragem.
p
178Figura V.23. - Esquema da parte superior dos perfis pedológicos de Cunha e
do
PEFI.
p jB1Figura V.24. - Composição granulométrica do perfil pedológico de Cunha (a) e
do PEF|
(b).
p 184Figura V.25. - Representação gráfica da análise em componentes principais
para a átea natural de
Cunha.
p 190 Figura V.26. - Representação gráfica da análise em componentes principaispara a área urbana do
PEFI.
p
192Figura V.27. - Comportamento dos elementos maiores e traço ao longo dos perfis
de Cunha e do
PEFI.
p 194Figura V.28.
-
Totais diár¡os de precipitação (em mm) e dias de amostragem deágua de percolação dp solo, em Cunha e no
PEFI.
p2O1Figura V.29.
*
Concentração média dos íons maiores e metais traço nas águasde percolação do solo, para cada local de amostragem e durante cada
estação.
p 203LISTA
DE
TABELAS
Tabela 1.1. - Transformaçöes químicas atmosféricas afetando as particulas de
aerossol atmosfér¡co (He¡ntzerberg, 1 994)
Tabela 1.2. - Fatores que ¡nfluenciam a dìstr¡buìção dos poluentes atmosfér¡cos
(Segundo Kupchelta e Hytand, 1992)
Tabela 1.3. - Efeitos agudos e crônicos dos pr¡ncipais poluentes atmosfériôos.
p 16
p25
p28
Tabela 1.4. - Padrôes de quat¡dade do ar e critérios para ep¡sódios agudos de poluição
do ar (CETESB, 2000) e padröes de qualidade do ar recomendâdos pela EpA (Agêncie
de ProteÇão Ambiental dos Estados Unidos), pela OMS (Organizaçåo Mundiat da
Saúde) (CETESB, 1997), e âs normas da CEE (Comun¡dade Econômica Europé¡a) (Diret¡va CEE, 99)
p34
Tabela 11.1. - Pr¡ncipais elementos característicos de diferentes fontes antróp¡cas e meios
de contaminação dos reservatór¡os (Segundo Alloway e Ayres,
1993).
p 3STabela 11.2. - Concentração em mg.m . de metais e elementos traço na atmosfera de
diversas reg¡ões
mundiais.
p 42labela 11.3. - Concentração em ¡Lg_L'1 (exceto mencionado) de metâis e elementos
Trâços em águas de chuva de algumas regiöes remotas, rurais, urbanas e ¡ndustr¡a¡s
do
planeta.
p 4s
Tabela ll.4' - concentração em íons maiores em mg.L'1 encontrados em águas de chuva de algumas regiôes remotâs, rura¡s, urbanas e ¡ndustriais do planeta. p45 Tabela 11.5. - Concentrações médias em mg.kgi de mefa¡s traço encontrados em alguns
solos urbanos, rurais, floresta¡s e industriais do
planeta.
p4E
Tabera 11.6. - Propfiedades físícas dos Hidrocarbonetos poricicrícos Aromáticos (HpAs)
definidos como potuentes pr¡oritár¡os pela EpA.
Tabela ll-7. - Poderes cancerígenos e mutagênicos dos HpAs (IARC, 1986)
Tabela 11.8. - Emissöes atmosféricas de HpAs totais nos Estados unidos em porcentagem por
fontes.
p 54
Tabela rr.9- -concentraçöes de HpAs totais em ng.m'3 encontrados na atmosfera
de d¡ferentes regiöes do
planetâ.
p 56 Tabela 11.10. - Concentraçöes de HpAs totais em mg.L-l encontrados em águas dechuva, subterrâneâs e superf¡cia¡s, em djferentes local¡dades do
planeta.
p 59Tabelâ ll.1 1. - Concentrações de HpAs tota¡s em
¡Lg.kg'1 encontrados em solos de
d¡ferentes reg¡ões do mundo p61
Tabela lV.l. - Resumo das colelas realizadas em cada local de amostragem e para cada
tipo de
mater¡al.
pE6
Tabela 1v.2. - Descrição dos métodos anaríticos utirizados para as
p51
Tabela 1V.3. - Descr¡çäo das amostras testes
analisadas.
p 93Tabela lV-4. - Tempos de retençäo Cfr) e ajuste (Tr ajusie) obtidos para cada composto de HPA obtidos com padrões individuais Chemseruice e mistura padräo da
Supelco
(EPA610).
p 95Tabelâ 1V.5. - Compr¡mentos de onda de em¡ssõès e exc¡tação utllizados em alguns
esludos para deiecção de HPAS por
fluorescência.
p 96Tabela IV.6. - Concentrâções obtidas pâra a nova solução padråo
compostâ.
p 97Tabela 1V.7. - Limite de detecção (L.D.) e concentração (ppb) de cada composio para
cada pÕnto da curva de
calibração.
p 98Tabela 1V.8. - Lim¡te de detecção (L.D.) e concentração (ppb) de cada composto para cada ponto da curva de
calibração.
p 100Tabela 1V.9. - Concentração em ppb obtidas nos testes real¡zados com
brancos.
p 102Tabelâ |V.10. - Resultados dos testes de recuperåção tealizados com a m¡stura pâdtäo em soluçåo d¡luida 1000 vezes
-
ExtraçâoSoxhlet.
p 104Tabela |V.11. - Resullados dos iestes de recuperaçäo fealizados com a amostra
certificada (poeira urbana) - Extração
Soxhlet.
p 104Tabela |V.12. - Resultados dos testes de recuperação realizados com a mistura padrão em soluçåo diluídâ 1000 vezes
-
Extração comultra-som.
p 10STabela |V.13. - Resultados dos testes de recuperação realizados com a amostra
ceftificada (poeira urþana)
*
Extração comultra-som.
p 105Tabela 1V.14. - Resultados do teste de recuperação realizado com a mistura padrão
em solução
-
Extração com SPE e águadeìon¡zada.
p 106Tabela |V.15.
-
Resultados obt¡dos para os testes de recuperaçåo realizados com umasolução padrão dos 16 HPAS
(Supetco).
p 109ïabela 1V.16.
-
Resultados obt¡dos para os testes de recuperação realizados com 6 mg(RCs) e 20 mg (RC6) da amoslra certificada SEM1649a
(N|ST).
p 109Tabela V.1. - Valores méd¡os de alguns parâmetros meteorológicos durante os meses
de junho e julho de 1999, correspondendo a cada período de coleta em cada local
de
amostragem.
p 117Tabela V.2. - Valores médios de alguns parâmetros meteorológ¡cos dutante os meses
de janeiro a fevereiro de 2000, correspondendo a cada período de coleta em cada local
de
amostragem.
p 119Tabefa V.3. - Valores l\láximo (Max.), Mínimo (Min.), média geométrica (GEOM.) e desvio
padrâo (Desv.), ern ¡.rQ.m-3, para o material part¡culado fino coletado em N número
de
amostras.
p 1ZOTabela V.4. - Concentraçöes médias do mater¡al particulado (fraçöes f¡na e total) em
diferentes local¡dades do Brasil, obtidas â pârtir de estudos realizados
antefiormente.
p 120Tabela V.5. - Fator de enriquecimento (FE) des concenlrações de material pañiculado
Tabela V.6. - Concentraçôes do material particulado total em suspensão (TSp) e ¡nferior
å 1OFm (PM10), em Fg.m-3, obtidas a partir de estudos realizados em d¡versas locâl¡dades
do
mundo
p
e7
Tabelå V.7. - Dados meteorológicos dos períodos diurno e noturno para a campanhade amostrâgem do mater¡ar pañ¡cu¡ado no pEFr e na Facuìdade de Med¡cina, duranie
o ¡nverno de
1999
pß2
Tâbela V.8. - Composição quím¡ca do extrato aquoso do materiat pañiculado coletado
em São Paulo e em Cunha durante os períodos de verão e ¡nverno, e pâra o conjunto total das amostras (Total) p'147
Tabela V.9. - Fraçöes não mar¡nha e mar¡nha de sulfato, em ¡LQ,ûr 3, est¡madas para cada lûcal de estudo e câda período de
amostragem.
p
152ïabela V.10. - Resultados dâ ânálise de fatores com Rotação Var¡max e extração de
três fatores para São paulo e de dois fatores para Cunha. Os
valores em negrito são
os valores que âpresentarâm o peso ma¡s alto.
p 1s2
Tabela V.1 1 . - Valores de concentração de íons maiores em (pM) obtidos nas águas de chuva coletâdas por evento, para cada periodo de coleta e cada local de
estudo.
p i66 Tabela V.12. - Valores em peq.L'1 obtidos pâra a soma dos cátions, a soma dos ânions,a d¡ferenÇa entre as duâs somas (XC- - >ìA) e eletro_negativÌdade (E.N.) em
(o/o).
p 169Tabela V.13, - Valores de concentrações de metais traço (em pM) obtidas nas águas de chuva roletadas por evento, para cada período de coleta e cada
local de
estudo.
p
177Tabela V.14. - Composição mineralógicâ dos perfis pedológicos de Cunha
e do
pEFl.
p 182Tâbela V.1 5. - Caracterização fis¡ca dos perfis pedológicos de Cunha e
do pEFl
alravés de umâ anál¡se granulométrica, da dosagem do carbono total e do
pH.
p1g3
Tabela V.16. - Teores de elementos maiores nos solos de Cunha e do
pEFl.
p 1g6
Tabela V.17. - concentração dos meta¡s traço nos solos de Cunha e do
pEFl.
p187
Tabela
v
18 - vârores méd¡os de conceniração das espécies químicas cons¡deradâspa[a caracter¡zar o fundo pedológico das áreas estudadas (Cunha
e
pEFl).
p 1gBTalrela V.19. - peso de cada fafor resultante da anál¡se em componentes pr¡nc¡pais
com Rotação Varimax, para a área de
Cunha.
p 190Tabela V.20. - Peso de cada fator resultante da análìse em componentes pr¡nc¡pais
com Rotação Var¡max, para a área do
pEFl.
p 192 Tabela V.21.-
Comparação entre as concenlrâções em meta¡sttaco obt¡das nos hor¡zontes de supefficie para o perfil do pEFl, um solo urbano em Hong Kong e os valores de alerta para os solos do Estado cle Säo paulo, segundo a CETESB (2000).
Tabela V.22.
-
Valores de concentraçäo de HpAs, em |tg.kg1, obt¡dos nos solos doPEFI e de Cunha.
Tabela V.23.
-
Estatísticap 19ô
Tabela V.24.
-
Valores médios de deposlção um¡da (em ¡_M.m-2) em Cunha e noPEFI em função da estação do ano
considerada.
p 209 Tabela 4.1.1. - Propriedades quimicas dos metais traços de maior interesse (SegundoAlloway,
1995).
p
247
Tabela A.¡1.1.
-
Parâmetros meteorológ¡cos para cada periodo de amostragem, em cadalocâl de estudo, durante o inverno de
1999.
p 248Tâbelâ A.ll.2, - Parâmetros meteorológicos para cada período de amostragem, em cadâ local de estudo, durante o verão de
2000.
p 248 Tâbera A H 1. - Concentração do materiar particurado coretado em cunha para cadaperíodo de coleta e parâ cada estág¡o do
Hivol.
p 250
Tabela A.lll.2. - Concentração do material part¡culâdo coletado no pEFl para cada
período de coleta e para cada estágio do
Hivol.
p 250
Tabela A.lll.3. , Concentraçåo do material part¡culado coletado na Faculdade de
Med¡cina para cada período de coleta e para cadâ estág¡o do
Hivot.
þ
ZSIlntrodução e iustificativa
TNTRODUçAO
E
JUSTtFtCATIVA
A poruiÇão ambientar envorve sempre uma fonte de poruentes, os poluenfes em
si
mesmos,um
meiode
tnnsporte
(ar, água)e
um
rcceptor (ecossistemas, seresvivos, materiais
de
construção), Embora os problemas de pofuição ambiental sejam¡ndesejáve¡s
e
onerosos, eres constituem hoje em dia um componente¡nev¡táve¡ da
vida para
a
maioria
da
população. Fumaçase
nevoe¡ros tornaram_se
parte
doquotidiano
e
passarama
ser
aceitoscomo um
fato
inev¡táverda
vida
urbana e¡ndustriarizada Em áreas rurais
e
remotas ondeos
vorumese
taxasde
emissão etoxic¡dades
dos
poruentessão
rerat¡vamente baixos,a
degradação
ou
ass¡m¡raçãodesses excessos
é, em
geral, mais propíciaque no caso dos
poluentesde
áreasurbanas ou industriais muito mais tóxicos e emitidos em maiores quantidades. Assim,
as
grandes
aglomeraçõesurbanas
do
mundo,
com
grande
concentraçåo de
populaso,
alto consumo de energia,intensas ativ¡dades rerac¡onadas às rndustriais e
transportes, apresentam os piores problemas de poluição do ar,
com
cerca de 16 mirhões de habitantes, dist¡ibuídos em uma área urbanizadade
1747 km2'a
Região Metroporitanade
são
pauro (RMSp) representaa
terceiramaior aglomeração urbana
do
mundo. Nesse território existe ainda cercade 50
mirindústrias
e
quase6
mirhõesde
veículos particurares (21o/odo
totar nacionar). Na
grande
são
Pauro são rearizadas 30,5 mirhõesde viagens por d¡a, sendo 12 m¡rhões
por transporte coletivo, 8,1 milhões no modo individual
e
10,4 milhões a pé. Nas ruas,praças
e
avenidas circuramde 2,5
a
3,0
mirhõesde
veícurospor dia. com
essesnúmeros,
é
possíver visuar¡zara
dimensão do impacto ambientar provocado por estafrota nesta
regiåo
Deste modo,são
pauro const¡tu¡uma área prioritária em termos de
estudo sobre a poluição ambiental, já que possu¡ uma forte degradaÉo da
qual¡dade
do ar.
os
poluentes presentes na sua atmosfera estãopr¡nc¡parmente reracionados à
alta emissão proveniente dos veícuros automotores
reves
e
pesados, segu¡dos perasemissões or¡undas dos processos industriais, conforme apresentado nos
reratórios de
qual¡dade do ar que a cETESB (companhia de Tecnorogia de saneamento Ambientar) vem realizando desde os anos 20.
A maior parte dos trabarhos científicos sobre a poruição em áreas urbanas teve
como
foco
regiões
do
Hemisfér¡oNorte, com
condições cr¡máticas temperadas. contudo, os resurtados obt¡dos não são sempre transferíveis para as aéreas tropicaislntroducão e iustificativa
poluição do ar tèm enfocado poluentes ta¡s como
o
ozônio, óxidosde enxofre
e
denitrogènio, monóxido de carbono, hidrocarbonetos e partículas inaláveis.
o
material pañicutado atmosféico presente em altas concentraçöes em áreasurbanas tem sido o arvo de numerosos estudos, pr¡nc¡parmente devido ao seu
impacto
reconhecido sobre
a
saúdé humana.As
particulas envolvidas const¡tuem superfíc¡esativas sobre as quais espécies inorgånicas e orgânicas podem ser adsorvidas. Assim
sendo, agem como vetor de subståncias tóxicas como é o caso dos mefars fraço e dos
Hidrocarbonetos Por¡cíct¡cos Aromát¡cos
(HpAs)
com propr¡edades cancerígenas emutagên¡cas, o que ainda hoje é motivo de muita preocupação.
Em
são
Pauro, o mater¡ar part¡curado inaráver (partícuras de diåmetro inferior a'10
pm) tem
s¡doo
arvode
investigaçõesdo
GEpA/usp
(Grupode
Estudos dePoluição do Ar)' desde os anos g0, fornecendo as pr¡meiras informações sobre suas
fontes
e
sua composiçâo elementar total. Desde então, diversâs áreasde
pesqu¡sa,tais
comoa
química anarÍtica,a
física,a
meteororog¡a, etc., envorveram-se nestest¡pos
de
estudosa
fim de
merhorara
quaridade dos dadose
a
compreensäo dasrelações existentes entre a poruição do ar e o seu ¡mpacto sobre o meio ambiente e a
saúde humana.
se
a
composição química inorgânicaou
erementardo
aerossor atmosféricoestá
sendo
amplamente investigada,a
composição orgân¡cadeste
materiare
principalmente a presença de H¡drocarbonetos policícricos Aromát¡cos começou
a
serinvestigada
no
Brasil com
os
estudosde
rvrendonça (1991);vasconcelos (1996);Martinis (1997) em
são
pauroe de
Daiseyet
ar., (1987); Miguere
pereira (1989)e
Azevedo et ar., (1999) no Rio de Janeiro. poucas informações são ainda disponíveis o
que justifica plenamente a realização de estudos futuros.
Além dos
fenômenos meteorológicosque
podem transportaros
poluentessobre longas diståncias e assim contaminar regiöes ainda protegidas,
a
precipitaçäo éum vetor essencial das transferências dos poluentes para o ecossistema terrestre. As
prec¡pitações são
a
origemda
maior partedas
entradasde
diversos compostose
elementos na superficie terrestre e a importância destas entradas só pode ser avaliada
se
a
composiSo das
águasde
chuvafor
bem
conhec¡da.A
água que
at¡nge asuperfície terrestre sofre grandes modificaçöes, em seu modo de transporte e em sua
composição química.
A
água podese
infiltrarno
soloou
s¡mplesmente escoarna
superfície- Antes, ela
é
interceptada pela vegetaçãoe
depois conduzida através doperfil do solo, transferindo deste modo as substånc¡as tóxicas presentes na atmosfera.
A compos¡ção iônica da água de chuva tem sido bastante estudada seja no Estado de
lntrorir rcão
c
ir rsfific¡fivaal., 1983; Abbas et al., 1993; Lopes, 2001), ou em outras tocal¡dades do Brasit (Forti et al., 2000; Mirlean et al., 2000; Mello, 2001). Um melhor conhecimento da quimica da
prec¡p¡tação
foi
assim adquirido conscientizandoa
comunidade c¡entif¡ca acerca deseus impactos sobre
a
vegetaçãoe
o
solo. Entretanto,a
composição orgånica daságuas de chuva bras¡leiras, em relação aos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, é
relaiivamente desconhecida. Trabalhos escassos ex¡stem
a
respeitoe
são onentadospara
o
desenvolvimentoe
aperfeiçoamentode
uma metodologia analítica (Trevelin,199'1; Titato e Lanças, 1999; Pinto e Lanças, 1999).
Os ¡mpactos sobre os ecossistemas terrestres säo provocados pelos poluentes
que atingem os receptores tais como a vegetação, os corpos d'água e
o
soio. Se asinterações
entre
a
vegetação
e
os
poluentes atmosféricos
säo
bastantedocumentadas, princ¡palmente para os poluentes gasosos, para os solos, elas não são
tão bem conhec¡das. No entanto, a presença de subståncias tóxicas na lnterface
solo-atmosfera
é
relevante. Muitas vezes, essas substânc¡as se acumulam nos horizontessuperficiais do solo prejudicando não somente
a
saúde humana (contato dérmico ouinalação
de
poeira
re-suspensa),mas também
a
coberturavegetal através
dosprocessos de absorção pelas raízes, da modificaçåo das condiçöes físico-químicas do
solo,
ou
eventualmenteda
perturlcaçãoda
atividade mícrob¡ológicado
meio.
NoHemisfér¡o Norte, vários estudos sobre metais
traço
e
Hidrocarbonetos policíclicosAromáticos nos solos foram realizados, deixando ma¡s uma vez muitas ¡nterrogações
acerca da presença destes compostos nos solos de países tropicais. Existem poucas
informações
sobre teores,
persistência, degradação, absorçäo
pelas
plantas,mobilidade ou lÌxiviação de tais subståncias. No Brasil, alguns trabalhos se limitaram a
avaliar
o
comportamento dos metais traçoem
lodos de esgotos (Tsutiya M.T. et al.,2001; Cornu et al., 2001) ou rejeitos industr¡ais (Dauga, 2000), mas, com relação aos
hidrocarbonetos policíclicos aromát¡cos, as investigações apenas se iniciam.
Tendo como
base esfas
consideraçõese
tentando preencher algumas dasIacunas
acima
mencionadas, propõe-se,através
destetnbalho,
estudar algumascaracterísticas físico-químicas
da
atmosfera, avaliandoa
poluiçãoem
termos
deconcentnção de espécles químicas poluentes
e
sua dependência como
tempoe
aIocalização geográfica; suas transfetências
para
a
supertície atravésda água
de chuva; e, finalmente,o
seu impacto sobrc a supertície, ¡nvestigando essas espécles noIntrodução e ¡ustificativa
Do¡s
tipos
distíntosde
abordagemsão possiyels
de
sercm
utilizados na
realização de um trabalho com os objetivos acima cítados:
-
uma
abordagemonde
prcpõe-se quant¡ficarde
maneira precisa
teores e
composição
de
pañículas
em
suspensâona
atmosferc,
atravésde
umaavariação sazonar
e
tratamentos esrafisflcos representativos, necessitandoum
grande n[rmero de amostras;
-
ou, uma abordagem ondeos
objetivos enfocamos
pr¡nc¡pa¡s processosgue
regem a produção e
a
remoção das paftícutas atmosféricas em suspensão,a
sua
composição química,etc. para fal,
necesslfa_se
de
uma
amostragemdetalhada ao longo de um período durante o qual
os process
os
envolvidos sãosuscepf/vers
a
vaiação. Éo
caso, porexemplo, deuma
amostragem realizadaao rongo de um evento crimático típico, como
a
passagem deuma
frente fria.Entretanto, se as segúérclas esco/hrdas
não perm*em e.sc/arecer os p/ocessos
envolvidos, os dados obtidos tornam_se pouco representativos.
Portanto, para alcançar
os
objetivos deste trabalhoe
estudar
os
efelfos dadeposição destas pañícuras sob/e
o ecossrsfe,,a
tenestrc(soro),
empregando-se o
segundo tipo de abordagem, foram esco/hldas
uma
região urbana potuída (cidade desão Paulo)
e
uma ¡efetência naturar, considerada não poruída(parque
Estaduat da
serra do Mar
-
Núcreo de cunha) ondeos
parâmetros mofforógicos (tamanho e forma)e a
composição química dosseño
estudadosaerossóþ bem
como
a
físico-química das so/uções que circuram na inteffaceatmosfera-soro setáo estudados.
com
rctaçãoà composiçäo química, atém dos hidrocarbonetos policíclicos
aromát¡cos
(HpAs), sen
determinada
a
composiçäo erementar (erementosmaiores
e
meta¡s traço) bem como as espécrès solúve¡s (cétt¡ons e ânions maiores).Para
o
bom
entendimentodo
estudo aqu¡
proposto, achou_se adequado relembrarem um
primeiro capíturo argumas generaridadese
definições acerca dapoluição atmosférica,
dos
poluentes,de
suas fontes,
da
formação
e
geraçäo deaerossóis, bem como dos parâmetros meteororógicos que exercem arguma infruência
sobre
a
poruição atmosfér¡ca.como
este
estudo
focar¡za-se
sobre
o
materiar particurado e argumas substâncias tóxicasrigadas
a
ere, tais comoos
metais traço eíons maiores,
e
hidrocarbonetos poricícricos aromáticos,as
propr¡edadesfísico-químicas destes compostos bem como suas fontes
e
ocorrèncias no meio ambienteforam descr¡tas
em um
segundo capíturo.o
conhecimento atuar
a
respeito destescompostos também
foi
reratado neste capíturo.para
atingiros
objetivos definidos,escolheram-se
três
rocais
para
a
rearização
do
lntrodução e ¡ustificativa
geográf¡cas,
físicas
e
crimáticasforam
apresentadasem um
terce¡ro cåpíturo. NoCapítulo
lV,
serão
descr¡tasas
metodologiasde
amostragempara cada t¡po
demater¡al estudado (material particulado, água
de
chuva, soloe
águado
solo)e
as
d¡ferentes metodorog¡as anaríticas empregadas.
o
capíturo
v
tem como
objetivoapresentar os resurtados obtidos nos diferentes locais de estudo e para cada mater¡ar