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Variabilidade da concentração em massa e Black Carbon de MP
2,5da 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, 1226, 05508-090, 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 (PM2.5) and black carbon (BC) in Recife. The
period of analysis was June 2007 to July 2008. In this period the rainiest month was May 08 (432mm) and the drier month was October 07 (26.8 mm). It is possible to say that the
concentration of PM2.5 didn’t show large variations during the months of studies, and the
biggest concentration happened in July 07 although it rained 336 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 PM2.5. 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. Compreende-se por material particulado inalável partículas com tamanho inferior a 10 μm que ficam suspensas na atmosfera (Seinfeld e Pandis, 2006), sendo subdivididas em partículas finas (com tamanho de até 2,5 μm) e grossas (maiores que 2,5 μm e menores que 10 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., 1994 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
(MP2,5) na cidade de Recife. O período de análise é de junho de 2007 a julho de 2008.
2 - MATERIAL E MÉTODOS
A amostragem do MP2,5 foi realizada por coletor de baixo volume de coleta (10 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 2,5 m e um filtro coletor (membrana de policarbonato). As massas do MP2,5 foram
obtidas por diferença de pesagem antes e depois da amostragem. Os filtros foram mantidos por 24h em sala especial (sala de balança, com temperatura e umidade relativa controlada, T
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~22oC e UR ~45%) 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 2007 a julho de 2008 e a normal climatológica (1961-1990) do INMET.
Pela figura 1 percebe-se que na cidade de Recife os meses mais chuvosos são maio e março de 2008, junho e julho de 2007, já os mais secos são outubro, novembro, dezembro, janeiro e fevereiro. Durante o período de análise o mês mais chuvoso foi maio de 2008 (432 mm) e o mês menos chuvoso foi outubro de 2007 (26,8mm), sendo que maio e março de 2008 ficaram acima da média climatológica, e julho, outubro e dezembro de 2007, janeiro, fevereiro, abril, junho e julho de 2008 ficaram abaixo da média.
A figura 2 apresenta dois gráficos comparando a precipitação e a concentração de MP2,5
em maio e março de 2008, 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.
0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Maio 2008 [ MP 2 ,5 ] ( gm -3) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Pl u vi o me tri a (mm) 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Março 2008 [ MP 2 ,5 ] ( gm -3) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Pl u vi o me tri a (mm)
Figura 2- Comparação entre a pluviometria e a concentração de MP2,5 nos meses maio e março de 2008.
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A figura 3 apresenta dois gráficos comparando a pluviometria com a concentração de
MP2,5 nos meses mais secos do período. Analisando as figuras 2 e 3 percebe-se que durante os
quatro meses estudados não houve grandes variações nas concentrações de MP2,5. O mês de
fevereiro apresentou no final um aumento de concnetração após dez dias sem chuva. Março de 2008 apresentou maiores concentrações no inicio do mês, após oito dias sem chuva.
Na figura 4 observa-se que as concentrações médias mensais de MP2,5 para cada mês do
período de estudo não apresentaram grandes diferenças entre os diferentes períodos de chuva
e seca. As concentrações variaram entre 1,45 e 22,0 μg m-3, e o mês de julho de 2007 foi o
que apresentou maior concentração média (9,15 μg m-3), apesar de ter chovido 336mm. O BC
variou entre 0,05 e 7,1 μgm-3. A porcentagem média de contribuição do BC para a massa do
MP2,5 foi de 26%, atingindo 61% no dia 24/07/2008. Esta alta contribuição do BC para a
massa do MP2,5 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 10,7% do total da frota de região metropolitana de Recife (www.ibge.gov.br/cidadesat/).
0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Outubro 2007 [MP2 ,5 ] ( gm -3) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Pl u vi o me tri a (mm) 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Fevereiro 2008 [M P2 ,5 ] ( gm -3) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Pl u vi o me tri a (mm)
Figura 3- Comparação entre a pluviometria e a concentração de MP2,5 nos meses outubro de 2007 e fevereiro de 2008 (mais secos do período de análise).
Considerando as figuras 2, 3 e 4 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 MP2,5 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 MP2,5. 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 MP2,5
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 MP2,5, e que a
maior concentração observada em Recife não ultrapassou o valor recomendado pela OMS (25
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jul set nov jan mar mai jul 0 2 4 6 8 10 12 14 2008 [MP 2 ,5 ] m é d ia m e n s a l ( g m -3 ) 2007
Figura 4- Média e desvio padrão das concentrações de MP2,5 nos meses de análise em Recife.
Tabela 1- Comparação entre as concentrações médias, desvio padrão (d.p.) e medianas para
24 h de amostragem de MP2,5 de diferentes regiões e períodos.
4- CONCLUSÕES
Pode-se afirmar que na cidade de Recife a concentração de MP2,5 não varia muito ao
longo do ano, como foi verificado na figura 4, sendo todos os valores médios compatíveis, considerando o desvio padrão. Considerando esta pequena variação e as figuras 2 e 3 conclui-se que a pluviometria não tem grande influência na concentração de material particulado fino
MP2,5 (µg m-3)
Média d.p. Mediana Mín.-Máx. Período Ref.
Recife 7,33 3,02 6,70 1,45-22,0 06/2007-07/2008 Presente estudo
Amsterdan - - 16,8 - 11/1998- 06/1999 Vallius et al.,2005
Erfurt - - 16,3 - 10/1998-03/1999 Vallius et al.,2005
Helsink - - 10,6 - 11/1998-04/1999 Vallius et al.,2005
Londrina (urbano) 17,5 5,04 - - 03-04/2007 Freitas e Solci, 2009 São Paulo (urbano) 30,2 16,1 - - 07-09/1997 Artaxo, 2001 Castanho e
Araraquara (SP) 26,5 - - - 06/2003-04/2004 Allen et al., 2009
Mediterrâneo oeste 13,6 - - - 03/2002-12/2007 Pey et al., 2009
New York City 17,3 9,64 - - 01-12/2001 Thurston,2006 Lall e Rio Grande do Sul 15 - - - 10/2001-12/2002 Braga et al., 2005
Toronto - - 12,7 1,04-42,2 02/2000-02/2001 Lee et al., 2003
Lahore (Paquistão) 175 36,78 88,5 12,06 - - 11/2006-02/2007 07-08/2007 Lodhi et al., 2005
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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 (25 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., 2001, 35, 4889–4902.
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 PM2,5 in three European cities, Science of the total Environment, 2005, 337,
147-162.
Freitas, A.M., Solci, M.C., Caracterização do MP10 e MP2,5 e distribuição por tamanho de cloreto, nitrato e sulfato em atmosfera urbana e rural de Londrina, Quim Nova, 2009, Vol. 32, No.7, 1750-1754.
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, 2010, Vol.21, No.1, 87-97.
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, 2009, 94, 422-435.
Lall, R., Thurston, G.D., Identifying and quantifying transported vs. local sources of New York
City PM2.5 fine particulate matter air pollution, Atmospheric Environment, 2006, 40,
S333-S346.
Braga, C.F., Teixeira, E.C., Meira, L., Wiegand, F., Yoneama, M.L., Dias, J.F., Elemental composition of PM10 and PM2,5 in urban environment in South Brazil, Atmospheric Environment, 2005, 39, 1801-1815.
Lee, P.K.H., Brook, J.R., Dabek-Zlotorzynska, E.D., Mabury, S.A., Identification of the Major
Sources Contributing to PM2.5 Observed in Toronto, Eviron. Sci. Technol., 2003, 37,
4831-4840.
Lodhi, A., Ghauri, B., Khan, M.R., Rahman, S., Shafique, S., Particulate Matter (PM2.5) Concentration and Source Apportionment in Lahore. Chem. Soc., 2009, Vol.20, No.10, 1811-1820.
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, 50(2), 159-163.
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., 1994, 65(2), 218-225.
Seinfeld, J.H.; Pandis, S.N., Atmospheric Chemistry and Physics: from air pollution to climate change, John Wiley & Sons, New York, 2006.
