ÁREA: Ambiental
TÍTULO: CORRELAÇÃO ESTATÍSTICA E GEOESTATÍSTICA ENTRE NITRATO E SULFATO DE ÁGUA DE CHUVA DE CUIABÁ-MT
AUTORES: DIAS, V.R.M. (UFMT) ; SANCHES, L. (UFMT) ; ALVES, M.C. (UFMT) ; MAGALHÃES, M.R.L. (UFMT) ; NOGUEIRA, J.S. (UFMT)
RESUMO: Amostras de água de chuva de diferentes locais foram coletadas na cidade de Cuiabá-MT, em que objetivou-se avaliar a correlação entre as concentrações de SO42- e NO3-, entre outubro de 2009 e fevereiro de 2010, por meio do coeficiente de correlação linear de Pearson e krigagem, interpolador geoestatístico. Constatou-se que a correlação foi positiva, indicando possíveis fontes comuns de emissão de seus precursores SO2 e NOx, confirmada pela alta correspondência visual por meio dos mapas de krigagem entre os dois ânions.
PALAVRAS CHAVES: precipitação; composição química; variabilidade espacial.
INTRODUÇÃO: A emissão de poluentes atmosféricos devido ao aumento da industrialização e da frota de veículos em circulação tem atraído cada vez mais atenção por causa de seus efeitos nocivos aos ecossistemas e à saúde humana (LARA et al., 2001). Em centros urbanos, a queima de combustíveis fósseis pela frota de veículos tem sido considerada a principal fonte de poluentes atmosféricos, contribuindo com mais de 90% das emissões de monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio (NO e NO2) e mais de 40 % das emissões de dióxido de enxofre (SO2) e material particulado (FONTENELE et al., 2009). Íons nitrato (NO3-) na chuva originam-se a partir da oxidação de NOx da atmosfera, assim como íons sulfato (SO42-) a partir da oxidação do SO2 principalmente emitidos a partir de combustíveis fósseis (ANDRÉ et al., 2007). A chuva é responsável por remover aerossóis (processo de formação de gotículas na nuvem utilizando aerossóis como núcleo de condensação) e gases da atmosfera (processo de incorporação de gases e partículas em torno das gotículas em fase aquosa), sendo influenciada pela natureza destes constituintes atmosféricos em suspensão no ar. A composição química da chuva pode ajudar a distinguir as principais fontes de emissão de gases e particulados, assim como compreender a dispersão destes, tanto em escala regional como local (HAN et al., 2010). A geoestatística tem um método de interpolação chamado krigagem utilizado para estimar valores em áreas não amostradas, vizinhos a dados coletados, construindo mapas úteis na visualização do comportamento espacial de variáveis ambientais. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a correlação entre NO3- e SO42- e, utilizando krigagem, visualizar o distribuição espacial destes ânions.
MATERIAL E MÉTODOS: Amostras de água de chuva foram coletadas na área urbana e entorno da cidade de Cuiabá-MT, onde foram distribuídos 26 coletores, para a amostragem de três eventos chuvosos, um em cada mês: outubro, dezembro e fevereiro. Os coletores manuais de polietileno, encaixados em um suporte de metal a 2 metros de altura, foram instalados nos locais no dia anterior ao evento chuvoso e retidos um dia após o mesmo. Alíquotas de água de chuva coletadas foram levadas ao laboratório de Análises de Águas do Departamento de Química da UFMT, onde foram filtradas em membrana 0,22 μm e feitas análises, entre outros ânions, de NO3- e SO42- por cromatografia iônica, usando-se equipamento Dionex – ICS 90 (coluna aniônica IonPac AS14A, vazão de 1mL min-1, eluente de NaHCO3 0,8 mmol L-1/Na2CO3 6,4 mmol L-1 e solução regenerante de ácido sulfúrico 25 mN). Procedeu-se a calibração com soluções padrão de ânions 50, 100, 200, 500 e 1000 μg L-1. Para análise estatística foi utilizado o coeficiente de correlação linear de Pearson (r) e a krigagem como método de interpolação (ajustando-se semivariograma com o estimador de máxima verossimilhança e modelo esférico), utilizando-se o programa R e o pacote de análises geoestatísticas geoR (RIBEIRO JUNIOR e DIGGLE, 2001).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise estatística foi realizada para determinar a associação entre os constituintes iônicos nas amostras de chuva (Tabela 1). Houve um decréscimo das médias de SO42- e NO3- no decorrer dos meses de amostragem, indicando que houve remoção dos constituintes químicos da atmosfera ao longo da estação chuvosa. SO42- e NO3- apresentaram correlação positiva forte entre si na amostragem de outubro (r = 0,94, p<0,05), que pode ser atribuída à semelhança de seus comportamentos químicos na chuva e à co-emissão de seus precursores SO2 e NOX (CAO et al., 2009). Na amostragem de dezembro houve correlação positiva moderada entre SO42- e NO3- (r = 0,64, p<0,05), possivelmente devido aos eventos chuvosos que ocorreram diariamente na semana anterior à amostragem, promovendo a remoção dos constituintes atmosféricos durante cada evento chuvoso, processo conhecido como remoção abaixo da nuvem (“below-cloude removal”) (ANDRÉ et al., 2007). Na amostragem de fevereiro houve forte correlação positiva entre os dois ânions (r = 0,87, p<0,05), porém, na semana anterior, houve apenas um evento chuvoso dois dias antes.
Os mapas da Figura 1 representam a variabilidade espacial dos ânions NO3- (a) e SO42- (b) na amostragem realizada em outubro de 2009, em μg/L. Observou-se semelhança entre os parâmetros (alcance) de semivariograma e mapas de krigagem para NO3- e SO42- em cada avaliação. Os mapas têm variação semelhante, apresentando alta correspondência visual, sendo confirmada a forte correlação entre os ânions pelo coeficiente de Pearson (r = 0,94, p<0,05). As maiores concentrações de NO3- e SO42- ocorreram a sudeste em ambos os mapas, onde está localizado o Distrito Industrial de Cuiabá em que há um grande fluxo de veículos pesados.
CONCLUSÕES: Foram observadas correlações entre os dois ânions, sugerindo que há possíveis fontes comuns de emissão de seus precursores SO2 e NOx, provavelmente pela queima de combustíveis fósseis. Os mapas construídos com o auxílio de krigagem permitiram uma visualização do comportamento das variáveis em estudo, assim como da sua variabilidade espacial, sendo úteis no estudo de variáveis ambientais. A correspondência visual entre as variáveis observada nos mapas da amostragem do mês de outubro foi confirmada pela correlação positiva de Pearson.
AGRADECIMENTOS: Ao Laboratório de Análises de Águas da Universidade Federal de Mato Grosso pelas análises químicas e ao CNPq pela bolsa de mestrado concedida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ANDRÉ, F.; JONARD, M.; PONETTE, Q.; Influence of meteorological factors and polluting environment on rain chemistry and wet deposition in a rural área near Chimay, Belgium. Atmospheric Environment, 41, 1426-1439, 2007.
CAO, Y.Z.; WANG, S.; ZHANG, G.; LUO, J.; LU, S. Chemical characteristics of wet precipitations at an urban site of Guangzhou, South China. Atmospheric Research, 94, 462-469, 2009.
FONTENELE, A. P. G.; PEDROTTI, J.; FORNARO, A. Avaliação de metais traços e íons majoritários em águas de chuva na cidade de São Paulo. Química Nova, 32(4), 839-844, 2009.
HAN, G.; TANG.; Y.; WU, Q.; TAN, Q. Chemical and strontium isotope characterization of rainwater in karst virgin forest, Southwest China. Atmospheric Environment, 44, 174-181, 2010.
LARA, L. B. L. S.; ARTAXO, P.; MARTINELLI, L. A.; VICTORIA, R. L.; CAMARGO, P. B.; KRUSCHE, A.; AYERS, G. P.; FERRAZ, E. S. B.; BALLESTER, M. V. Chemical composition of rainwater and anthropogenic influences in the Piracicaba River Basin, Southeast Brazil. Atmospheric Environment, 35, 4937-4945, 2001.
RIBEIRO JUNIOR, P. J.; DIGGLE, P. J. (2001) GeoR: a package for geostatistical analysis. R-NEWS, Vol 1, No 2, 15-18.
