49º CBQ - Determinação da Emissão Veicular de Compostos Orgânicos Voláteis em Túnel Viário na Cidade de São Paulo

ÁREA: Ambiental

TÍTULO: Determinação da Emissão Veicular de Compostos Orgânicos Voláteis em Túnel Viário na Cidade de São Paulo

AUTORES: ALVIM, D.S. (IPEN) ; GATTI, L.V. (IPEN) ; MACHADO, S.C (UERJ) ; DOMINGUES, L.G. (IPEN) ; YAMAZAKI, A. (IPEN) ; VILARRUBIA, A.C.F. (IPEN) ; FRANCO, M.A.A. (IPEN)

RESUMO: Com o objetivo de estudar as emissões veiculares na Cidade de São Paulo, foram realizadas campanhas de amostragens no Túnel viário Tribunal de Justiça para a determinação do fator de emissão (FE). Neste trabalho são apresentados os FE para os compostos orgânicos voláteis (COVs) emitidos pelas diferentes categorias de veículos, principalmente veículos leves. As campanhas foram realizadas nos dias 06/03/09 e 03/04/09. Foram medidos COVs e outros parâmetros necessários para o calculo do FE dentro e fora do túnel. Foram determinadas 96 espécies de COVs e os compostos que tiveram maiores fatores de emissão neste estudo foram acetaldeído, isopentano e eteno, com o FE de 16,0; 15,5 e 15,1 mg veiculo-1 km-1, respectivamente.

PALAVRAS CHAVES: poluição atmosférica, emissão veicular, compostos orgânicos voláteis.

INTRODUÇÃO: Os compostos orgânicos voláteis (COVs) são poluentes atmosféricos, alguns desses compostos são tóxicos e carcinogênicos, portanto produzem efeitos adversos e diretos na saúde humana e, em conjunto com NOx, são precursores de ozônio troposférico, atualmente o principal problema de poluição da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Os padrões de qualidade do ar na RMSP são ultrapassados devidos principalmente aos altos valores de ozônio. Sua formação se deve aos gases provenientes dos veículos, responsáveis por 97% de sua presença na atmosfera. Por esta razão, tem-se dado grande ênfase ao controle das emissões veiculares. No caso do ozônio, o quadro reinante conduz à necessidade do controle dos compostos orgânicos voláteis (COVs) e óxidos de nitrogênio, que são os principais formadores desse poluente por processos fotoquímicos.
A deterioração da qualidade do ar na RMSP, onde vivem 17 milhões de pessoas, é decorrente principalmente de uma frota de cerca de 8,4 milhões de veículos, que representam 97% da emissão de hidrocarbonetos (365 mil t/ano de HC) (CETESB, 2008).
Os fatores de emissão (FE) representam a massa emitida de um determinado composto por distância percorrida e são normalmente baseados em medições realizadas em condições controladas. O monitoramento das emissões em túneis viários é uma técnica apropriada para estimar as emissões veiculares (COLBERGA et al., 2005; MCGAUGHEY et al., 2004; HWA et al., 2002; GERTLER et al., 1996), e possui a vantagem de permitir a amostragem de uma grande variedade de veículos em condições normais de uso, sendo assim mais representativo da população total de veículos de um determinado local. O objetivo deste trabalho é realizar um levantamento das emissões dos COVs por veículos automotores na cidade de São Paulo, utilizando como instrumento de amostragem o túnel Tribunal de Justiça.

MATERIAL E MÉTODOS: As emissões dos poluentes dentro de um túnel são calculadas a partir do fator de emissão veicular (FE), (Eq.1, HO et. al., 2006; HWA et al., 2002 e Gertler e Pierson, 1996) que é a massa específica de poluentes emitidos em uma unidade quilômetros, que pode ser determinado por:
FEx = (Cdentro – Cfora)A.V.T / N.L (1)
onde FEx é o fator de emissão veicular para o composto x em mg veiculo-1 km-1 percorrido. Cdentro e Cfora é concentração de um composto em mg/m3 dentro e fora do túnel, respectivamente. A é a área da secção transversal do túnel em m2 (44,37 m2 neste estudo), V é a velocidade do vento em m s-1 medido por anemômetro, e T é o período de amostragem (2 horas neste estudo). N é o número de veículos que passaram no túnel no período T. L é o comprimento do túnel (480 m para este estudo).
A amostragem dos hidrocarbonetos (HC) foi baseada nos métodos do TO-14 e TO-15 da U.S. Environmental Protection Agency (EPA, 1999). Foram coletadas 8 amostras de HC em globos de aço inoxidável de 6 litros, eletropolidos internamente. As coletas ocorreram em dias úteis da semana no Túnel Tribunal de Justiça, nos dias 6/3/2009 (9:00-11:00 e 12:35-14:35 h) e 3/4/2009 (8:07-10:07 e 10:11-12:11 h). Os HC leves (C2-C3) foram determinados por cromatografia gasosa (CG), com ionização de chamas (FID), com coluna PLOT Al2O3/Na2SO4 de 50m e os HC (>C4) por CG com detecção simultânea de espectrometria de massas (identif) e FID (quantif), com coluna apolar de 60m. Nas análises dos aldeídos foi utilizada a norma TO-11 da U.S. EPA (U.S.EPA, 1997). As medidas de aldeídos foram realizadas através de amostragem em cartuchos de C18 impregnados com 2,4-DNPH e posterior análise por cromatografia líquida (HPLC), com detector de ultravioleta na faixa de 360 nm.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram quantificadas 96 espécies de COVs. A Figura 1 mostra a concentração em µg/m3 fora e dentro do túnel das 10 espécies mais abundantes encontradas neste estudo. Os HC de maior concentração são também os compostos de maior porcentagem tipicamente encontrados nos gases de exaustão de automóveis, 2-metil-butano (isopentano), butano, tolueno, pentano, xilenos, (Rangel, 2003). Entre todos os COVs, os mais abundantes encontrados fora e dentro do Túnel foram acetaldeido, isopentano, eteno, tolueno, pentano, formaldeído, p-xileno, butano, 1,1-dimetilciclopropano e 2-metil pentano.
Figura 1 – Média das concentrações de COVs em µg/m3 fora e dentro túnel Tribunal de Justiça nos dias 6/03/2009 (9:00-11:00 e 12:35-14:35 h) e 3/04/2009 (8:07-10:07 e 10:11-12:11 h).
Neste trabalho foi encontrada a razão média de 0,42 e 0,28 de formaldeído/acetaldeído respectivamente fora e dentro do túnel, a qual está em conformidade com o trabalho de Vasconcellos et al (2005), onde foram encontradas razões de 2,75-0,8 para amostras coletadas externamente próximas do Túnel Jânio Quadro e razões de 0,24-0,91 para amostras coletadas nas proximidades do Túnel Maria Maluf na cidade de São Paulo. Entretanto, quando comparadas com outros países, esta razão é baixa. Em cidades como Ozaka (Japão), Burbank e Lenox (EUA) foram encontradas respectivamente razões de 7,2, 6,23 e 32,25 entre formaldeído/acetaldeído (Andrade, 2002). Isto é devido à utilização do etanol como combustível no Brasil, o qual proporciona maior emissão de acetaldeído do que formaldeído nos escapamentos dos automóveis (CETESB, 2000). A tabela 1 mostra o FE para as 30 espécies de COVs com emissão total de 2,17 g veiculo-1 km-1.
Tabela 1 – Medidas dos 30 COVs com maiores FE encontrados no túnel Tribunal de Justiça.

CONCLUSÕES: Foram estimadas as emissões dos COVs na cidade de São Paulo a partir das medidas de emissão de um grupo amostral representativo da frota de veículos leves, com baixa representação de veículos pesados. Desta forma foi possível realizar um inventário de emissões veiculares para COVs construído em condições reais. A classe dos alcanos apresentou os maiores fatores de emissão no total de COVs, representando 43,7%, seguido pelos aromáticos 24,2%, alcenos 21,8%, aldeídos 9,2% e alcadienos 1,1%. Os aldeídos e aromáticos necessitam de uma atenção especial, uma vez que destroem a saúde humana e contribuem para a formação do smog fotoquímico.

AGRADECIMENTOS: CNPQ

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