Estimativas da exposição de ciclistas ao particulado inalável atmosférico em um
trecho urbano da cidade de Fortaleza, Ceará
Effects of cyclists exposure to atmospheric inhalable particulate matter in an
urban stretch of Fortaleza Ceará
DOI:10.34117/bjdv5n10-056
Recebimento dos originais: 17/09/2019 Aceitação para publicação: 04/10/2019
Patrícia FreitasBrasil Centro de Ciências e Tecnologia.
Instituição: UECE - Universidade Estadual do Ceará Endereço: Avenida Doutor Silas Munguba 1700
E-mail: patriciafb.brasil@gmail.com Daniel Silveira Serra Centro de Ciências e Tecnologia.
Instituição: UECE - Universidade Estadual do Ceará Endereço: Avenida Doutor Silas Munguba 1700
E-mail: daniel.silveira@uece.br Francisco Sales Ávila Cavalcante
Centro de Ciências e Tecnologia.
Instituição: UECE - Universidade Estadual do Ceará Endereço: Avenida Doutor Silas Munguba 1700
E-mail: sales.avila@uece.br Francisco Oricélio Brindeiro Centro de Ciências e Tecnologia.
Instituição: UECE - Universidade Estadual do Ceará Endereço: Avenida Doutor Silas Munguba 1700
E-mail: oriceliobrindeiro@gmail.com Jéssica Rocha de Lima
Departamento de Química e Meio Ambiente Instituição: UECE - Universidade Estadual do Ceará
Endereço: Avenida 13 de Maio 2081 E-mail: jehrocha12@gmail.com
Rinaldo dos Santos Araújo
Departamento de Química e Meio Ambiente Instituição: UECE - Universidade Estadual do Ceará
Endereço: Avenida 13 de Maio 2081 E-mail: rinaldo@ifce.edu.br
RESUMO
A cidade de Fortaleza possui uma malha cicloviária de 225,3 km a qual é amplamente utilizada pela população como equipamento de transporte e lazer. Neste contexto, este estudo visa avaliar os riscos causados pela exposição ao material particulado inalável de 10 µm (MP10) a ciclistas usuários de uma
importante ciclovia na cidade de Fortaleza-Ceará. As coletas foram realizadas no turno da manhã, usando um contador mássico portátil para monitoramento das concentrações. Os resultados mostraram que as concentrações encontradas de MP10 estavam dentro dos limites legais
recomendados pelo CONAMA e pela OMS, porém algumas estimativas da exposição (µg/min) apresentaram-se acima do calculado para estas legislações, principalmente nos dias de terça-feira e quarta-feira. Estes resultados mostram a relevância de estudos que avaliem a qualidade do ar e seus efeitos deletérios ao sistema respiratório a curto e longo prazo...
Palavras-chaves: Ciclovias. Particulado inalável. Saúde. Exposição. ABSTRACT
The city of Fortaleza has 225.3 km of cycle path which is widely used by the population as a transportation and leisure equipment. In this context, this study aims to evaluate the risks caused by exposure to 10 µm inhalable particulate matter (PM10) to cyclists, users of an important bike path in
the city of Fortaleza-Ceará. The samples were performed in the morning shift, using a portable mass counter to monitor the concentrations. The results showed that the PM10 concentrations found were
within the legal limits recommended by CONAMA and WHO, but some exposure estimates (µg/min) were above those calculated for these legislations, especially on tuesday and wednesday. These results show the relevance of studies that evaluate air quality and the short-term and long-term deleterious effects on the respiratory system.
Keywords: Bike paths. Inhalable particulate. Health. Exposure. 1 INTRODUÇÃO
A inserção mundial do ciclismo como prática cotidiana de esporte e lazer é cada vez mais crescente em função dos benefícios para a saúde e bem-estar do indivíduo desta prática urbana. Por outro lado, em virtude da poluição atmosférica nas grandes metrópoles, diversos autores afirmam ser preocupante a exposição de usuários de bicicletas a eventuais substâncias tóxicas. Segundo Apparicio
et al. (2018) devido ao nível de atividade física exigido, os ciclistas tendem a inalar maiores
quantidades dos poluentes presentes no ar.A prática de atividades físicas em ambientes urbanos mesmo a curto prazo pode levar ao aumento da inalação de poluentes atmosféricos. Estudos afirmam que a prática de exercícios físicos nestes ambientes pode trazer efeitos prejudiciais ao sistema cardiorrespiratório (LAEREMANSet al., 2018).
Para a Organização Mundial de Saúde (OMS), a poluição sonora e a poluição do ar podem ser prejudiciais para população urbana, interferindo na saúde e no bem-estar das populações nos centros urbanos (APPARICIO et al., 2018). No Brasil, segundo a legislação pertinente os limites permitidos para os particulados de 2,5 µm (MP2,5) e 10 µm (MP10) são respectivamente de 60 µg/m3
e 120 µg/m3 em 24 h (padrão intermediário inicial, em vigência), enquanto que para ruídos o valor máximo permitido é de 105 dB (A).
A capital do Ceará, Fortaleza, possui atualmente uma malha cicloviária de 225,3 km de ciclovias a qual é amplamente utilizada pela população como equipamento de transporte e lazer, porém ainda não se conhece o efeito da exposição dos usuários destas vias de transporte à poluição do ar e à poluição sonora, conforme Barbosa (2018).
A Abraciclo (2010) relaciona que o interesse pelo uso da bicicleta como meio de transporte, além de bastante recomendável, é sustentado pelo fato de que o Brasil, com frota estimada de 60 milhões de bicicletas, é o terceiro produtor mundial de bicicletas, ficando atrás apenas da China (81%) e da Índia (10%).
Em Fortaleza a malha de transporte é operada pelo Programa “Bicicletar” que tem como objetivo introduzir a bicicleta como modalidade de transporte público saudável e não poluente (BICICLETAR, 2017). Em países como a Holanda, com aproximadamente 34 mil km de ciclovias, Dinamarca onde a bicicleta é o segundo meio de transporte mais utilizado) e na Alemanha o uso da bicicleta em redes cicloviárias é sinônimo de cidades planejadas, eficientes e saudáveis (GAERTE, 2016).
Notadamente, é crescente o número de pessoas adeptas deste modal de transporte, em nível local e mundial. Levando-se em consideração a poluição atmosférica a literatura especializada relata que em determinados horários os ciclistas tendem a ficar expostos a concentrações mais elevadas de poluentes provenientes da frota veicular e essa exposição contínua aumenta os riscos de problemas respiratórios (DONS et al., 2012; DAIGLE et al., 2003; TAINIO et al., 2016.
A poluição atmosférica é considerada extremamente prejudicial a saúde e pode afetar diretamente na qualidade de vida da populaçãoe trazer complicações fisológicas. Além de provocarem efeitos na saúde da população os problemas causados pela poluição do ar também geram impactos negativos no que se refere à perspectiva econômica e social (DAPPER; SPOHR; ZANINI, 2016).
Neste contexto este trabalho teve como objetivo avaliar a exposição de ciclistas ao material particulado inalável (MP10) em um trecho urbano na cidade de Fortaleza, Ceará.
2 MATERIAL E MÉTODOS
A área de monitoramento compreende o trecho urbano representado pelas avenidas Domingos Olímpio e Antônio Sales, equivalente a uma distância de aproximadamente 5 km, tendo como ponto de partida a Praça da Igreja do Otávio Bonfim (Estação 36 do Programa Bicicletar) e
finalização nas proximidades da Estação 29 do Programa Bicicletar localizada na Avenida Antônio Sales (Figura 1).
Figura 1. Imagem da Ciclovia/ciclofaixa das Avenidas Domingos Olímpio e Antônio Sales usada neste estudo.
Fonte: Adaptado de Google Earth (2018).
As coletas foram realizadas no turno matutino durante 7 dias da semana. As avenidas foram monitoradas entre os horários das 07:00 às 08:00 h da manhã e o percurso foi realizado com o uso de bicicletas do programa Bicicletar. Para a contagem do material particulado inalável (MP10) foi
utilizado um analisador mássico MetOne que opera sob fluxo de 2,83 L/min. A faixa de medição varia de 0 a 1000 µg/m3 e a precisão referenciada é de 0,1 μg/m³.
O ciclista voluntário foi um indivíduo do sexo feminino com 25 anos de idade, estatura de 1,66 m; 60 kg e IMC de 21,8. Para fins legais o voluntário assinou um termo de consentimento livre e esclarecido. Adicionalmente, como critério de exclusão do participante foi considerado a existência de doença pulmonar obstrutiva crônica no voluntário ou sintomas asmáticos e se o mesmo permanecia cotidianamente em locais com muita poeira ou exposição a fumaça, para que não houvesse interferência ou equívoco com os dados coletados durante a pesquisa.
A pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa com seres humanos da Universidade Estadual do Ceará (UECE) submetido através da Plataforma Brasil do Ministério da
Saúde (Protocolo de autorização CAAE:0319018.6.0000.5534) e aprovado sob parecer No 3.083.781.
Em uma segunda etapa da pesquisa, e sob a supervisão médica, foi realizado um teste ergoespirométrico com o voluntário selecionado. Para o teste foi utilizado uma esteira Smart Runner
Upfitness® com capacidade máxima de 120 kg e controle de velocidade até 16 km/h. O equipamento
apresenta 12 níveis de inclinação para simular, caso seja necessário, corridas e caminhadas em diferentes lugares e um sensor para desligamento automático em caso de imprevistos.
Os níveis de ventilação (L/min) do ciclista foram estimados indiretamente a partir de medidas da frequência cardíaca (bpm), conforme descrito por Zuurbier et al. (2009). A frequência cardíaca foi registrada a cada segundo usando uma cinta Polar H10. Para o teste, após 5 a 10 min de descanso, o voluntário foi posicionado na bicicleta ergométrica usando uma máscara facial para medir as inalações nasal e bucal simultaneamente. A frequência cardíaca e a ventilação foram medidas com o aumento da intensidade do ciclo em períodos de registro de um minuto.
Analiticamente a partir dos dados lançados na curva de frequência cardíaca versus o logaritmo natural ventilação/min foi obtida a equação particular de regressão do participante. Finalmente, os níveis de exposição individual a poluição do ar (µg/min) para material inalável foram calculados a partir da curva de regressão e da concentração volumétrica (µg/m3) da espécie MP10,
conforme descrito por Apparicio et al. (2018).
2.1 ESTIMATIVA DA DOSE INALADA DE POLUENTES
Para estimativa da dose inalada de poluentes no tempo (µg/min) foi utilizado a metodologia descrita por Zuurbier et al. (2009). Nesta metodologia, a frequência cardíaca e o fluxo respiratório (equivalente a ventilação) obtidos na avaliação ergoespirométrica são utilizadas para construção da curva de referência entre a frequência cardíaca (FC) e o logaritmo natural da ventilação (ln VE) do voluntário da pesquisa, considerados suas características individuais de idade (25 anos), peso (60 kg), altura (1,66 m) e índice de massa corporal (21,8); enquadrado como categoria “Normal” segundo a Organização Mundial de Saúde.
A partir dos valores reais de frequência cardíaca (bpm) do ciclista durante a atividade na ciclovia fez-se o cálculo das ventilações (L/min) usando a curva de referência e multiplicou-se o resultado obtido pela concentração correspondente de particulado (µg/m3 convertido a µg/L). Para o
cálculo das doses inaladas com a distância (µg/km) foi adotado uma taxa de ventilação média de 53,9 L/min para o voluntário, conforme referenciado pela US EPA (2011).
A estimativa da dose inalada foi feita a partir da Equação 1 adaptada a partir de Ramos, Wolterbeek e Almeida (2016).
𝐷𝑜𝑠𝑒 (µg/min) = 𝐶𝑖 𝑥 𝑉𝐸̇
𝑡 (1)
Onde: Ci = concentração média dos poluentes durante o percurso (µg/m3); 𝑉𝐸 = ventilação do ciclista
(m3/min) e t = tempo de percurso (min).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados obtidos no monitoramento do material particulado (MP10) nas ciclovias em
estudo na cidade de Fortaleza estão apresentados na Figura 2 e Tabela 1 a seguir.
Figura 2. Concentrações do material particulado inalável MP10 durante os meses de agosto e setembro nas ciclovias em estudo durante o período matutino (7 h - 8 h).
07:2 0:00 07:2 5:00 07:3 0:00 07:3 5:00 07:4 0:00 07:4 5:00 07:5 0:00 07:5 5:00 08:0 0:00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 MP 10 g /m 3 Tempo (min) 24/08/2018 (Sexta-feira) 26/08/2018 (Domingo) 28/08/2018 (Terça-feira) 12/09/2018 (Quarta-feira) 13/09/2018 (Quinta-feira) 15/09/2018 (Sábado) 17/09/2018 (Segunda-feira) CONAMA OMS
Tabela 1. Estatísticas básicas do material particulado inalável (MP10) durante os meses de agosto e setembro nas ciclovias em estudo.
Data Turno Mínimo Média Máximo Desvio
padrão 24/08/2018 (Sexta-feira) Manhã 14,3 18,4 29,9 3,30 26/08/2018 (Domingo) Manhã 4,80 6,40 11,5 1,40 28/08/2018 (Terça-feira) Manhã 15,0 23,1 45,5 8,00 12/09/2018 (Quarta-feira) Manhã 15,3 20,5 40,1 6,00 13/09/2018 (Quinta-feira) Manhã 16,1 33,4 102,2 22,7 15/09/2018 (Sábado) Manhã 3,10 7,80 24,7 5,60 17/09/2018 (Sexta-feira) Manhã 14,4 19,7 26,5 3,30 Manhã: 7 h – 8 h.
Para o MP10 durante o período da manhã, as maiores concentrações médias foram encontradas
na terça (28/08/2018) e na quinta-feira (13/09/2018), com valores de, respectivamente, 23,1 µg/m3 e 33,4 µg/m3. Ainda para o período matutino foram observadas que 18,75% das concentrações da coleta da quinta-feira ultrapassaram os limites estabelecidos pela OMS, enquanto para a legislação CONAMA 491/2018 não foram observadas ultrapassagens. Para os demais dias da semana não foram observadas ultrapassagens das legislações em estudo.
Zakaria et al. (2019) avaliaram as concentrações de MP10 em três avenidas movimentadas
próximas a Universidade de Jalan na Malásia e encontraram, para o período da manhã concentrações médias entre 34,1 µg/m3 e 49,0 µg/m3. Para o período da tarde foram encontradas concentrações
médias variando entre 21,6 µg/m3 e 43,5 µg/m3.
Monitorando as concentrações de MP10 através de diferentes modais de transporte na cidade
de Lisboa, Ramos, Wolterbeek e Almeida (2016) encontraram concentrações médias de MP10
relativamente maiores nas coletas realizadas por ciclistas do que nas coletas realizadas em ônibus e automóveis.
Figura 3. Perfil das doses inaladas de MP10 pelo ciclista no tempo de percurso (µg/min) durante o períodos matutino (7h – 8h). 07:20 :00 07:25 :00 07:30 :00 07:35 :00 07:40 :00 07:45 :00 07:50 :00 07:55 :00 08:00 :00 0 2 4 6 8 10 12 OMS CONAMA D o se i n al ad a d e M P 10 ( g /min ) 24/09/2018(Sexta-feira) 26/08/2018(Domingo) 28/08/2018(Terça-feira) 12/09/2018(Quarta-feira) 13/09/2018(Quinta-feira) 15/09/2018(Sábado) 17/09/2018(Segunda-feira) Tempo (min)
Quanto a exposição no período em estudo, as doses estimadas não ultrapassaram o limite de MP10 calculado a partir da CONAMA 491/2018 (6,46 µg/min). Por outro lado, em relação às doses
de inalação estimadas utilizando o limite de MP10 estabelecidos pela OMS (2,69 µg/min) no período
da manhã em estudo não foram observadas ultrapassagens significativas. Estes resultados ratificam a maior ocorrência de poluição por particulados inaláveis MP10 nos trechos urbanos em estudo nos dias
de terça, quarta e quinta-feira.
4. CONCLUSÕES
As estimativas do material particulado inalável MP10 evidenciam fontes deste poluente
provavelmente associados ao tráfego intenso de veículos na área em estudo, bem como possíveis riscos à saúde da comunidade local, incluindo os ciclistas que transitam nas ciclovias.
A metodologia experimental usada permitiu estimar a exposição do ciclista aos particulados de 10 µm. Em geral, os valores das doses inaladas (µg/min) ratificaram o risco à saúde dos ciclistas usuários das ciclovias, principalmente nas terças às quartas-feiras, notadamente os dias de mais intenso tráfego veicular.
REFERÊNCIAS
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