Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: METAIS TRAÇO NO MATERIAL PARTICULADO INFERIOR A 2,5 µm NO PÓLO PETROQUÍMICO DE CAMPOS ELÍSEOS
AUTORES: Maia, M. (IFRJ)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo determinar as concentrações de metais traço
encontradas no MP2.5 coletado próximo ao Pólo Petroquímico de Campos Elíseos. A
amostragem foi efetuada por um AGV-MP2,5. Os filtros sofreram extração ácida e o
extrato foi analisado por ICP-OES. A concentração média de MP2.5 foi de 37,37 µg
m-3. Os resultados de concentração (ng m-3) de metais ficaram na faixa de 0,5 (Cd)
a 133,8 (K). Fatores de enriquecimento foram calculados e os metais Cu, Zn, Cd,
Pb, K, Cr, Ni e Ti estão enriquecidos de fonte de origem antrópica.
PALAVRAS CHAVES: Concentrações de metais; Material Particulado; Campos Elíseos
INTRODUÇÃO: A poluição do ar é um dos problemas mais urgentes da época atual, ocupando
posição de destaque na saúde e bem-estar de toda a população (WHO, 2000).
Dentreos principais poluentes atmosféricos encontra-se o material particulado
(MP). Geralmente sua composição deriva da combustão incompleta (em indústrias ou
veículos), no desgaste de pneus e freios, dentre outras formas (PITTS e PITTS,
2000). E, um dos maiores problemas do MP é que podem transportar outras
substâncias mais perigosas, como os metais, que em excesso podem causar graves
danos ao sistema cardiorrespiratório e nervoso (BRAGA, 2011).
As emissões de MP de refinarias estão associadas às emissões de gases dos
fornos, processos de regeneração de catalisadores das unidades de craqueamento e
outros processos, manipulação de coque e processos de incineração. O MP emitido
pode conter metais, como, por exemplo, vanádio e níquel. Os catalisadores
desativados podem ser fonte de diversos metais (molibdênio, níquel, cobalto,
platina, paládio, vanádio, ferro, cobre, sílica e alumina) e resultam das
atividades de diversas unidades no refino de petróleo, como hidrocraqueamento,
reforma, desulfurização, produção de MTBE e ETBE, isomerização de butano e
derivados, hidrogenação e hidroisomerização de alquenos, regeneração de ácido
sulfúrico, plantas de hidrogênio, etc (IFC, 2009; MARIANO, 2001).
Desta forma, o objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de metais
traço encontradas no MP2.5 coletado na estação de monitoramento da Polícia
Rodoviária Federal – PRF, instalada pela ASSECAMPE no Distrito de Campos
Elíseos, em frente à rodovia Washington Luiz, que dista cerca de 5 km do Pólo
Petroquímico. Estes resultados podem contribuir para compreender o possível
impacto das atividades industriais.
MATERIAL E MÉTODOS: O sistema de coleta do ar atmosférico foi constituído por um amostrador de
grande volume de partículas de até 2,5 μm (AGV-MP2,5), com capacidade máxima de
1,13 m3 min-1 da marca Energética; filtros de fibra de vidro de 203 X 254 mm,
modelo E100, marca Energética e com diâmetro acima de 0,3 µm, previamente
acondicionados e calibrados. Após 24 horas de amostragem, os filtros foram
devidamente transportados para o laboratório, equilibrados num ambiente de
condicionamento por um período de 24 horas e pesados. Após a pesagem foram
colocados em bechers e foi realizada a extração ácida (5 mL de ácido nítrico
concentrado, 2mL de ácido clorídrico concentrado e 10mL de água ultrapura Milli-
Q), com aquecimento por duas horas à 950C (FERNÁNDEZ, 2000; METHOD 3015A; METHOD
3020A; METHOD 7421A).
Posteriormente, o extrato foi levado à 30 mL com água ultrapura Milli-Q,
colocado em um frasco de polietileno e conservado no refrigerador até a análise
(METHOD IO-3.1, 1999). A análise foi feita, a temperatura ambiente, por ICP-OES
(espectrometria de emissão atômica por plasma indutivamente acoplado) (METHOD
IO-3.4, 1999).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os níveis de MP2.5 obtidos na estação da PRF, determinados por gravimetria,
estiveram no intervalo de 12,1 a 73,79 µg m-3. A concentração média de todas as
amostras foi 37,37 µg m-3. Os resultados de concentração médias de metais foram
em ng m-3 foram: Ca – 66,7; Mg – 17,9; Cu - 21,4; Fe - 82,1; Zn – 72,5; Cr - 1,3
; Ni - 1,3 ; Cd - 0,5 ; Pb - 18,9 ; K - 133,8 e Ti - 2,3, conforme Figura 1.
Para determinar se os metais têm origem natural ou antrópica, calcula-se o fator
de enriquecimento (FE), segundo a fórmula: FE =
(metal/Meref)MP/(metal/Meref)crosta. Segundo Ure (1995), valores superiores a
10, em geral, indicam que este metal está significativamente enriquecido de
outra fonte, de origem antrópica. Para valores inferiores a 10 atribui-se fonte
de origem natural.
O metal de referência utilizado neste trabalho foi o Mg. Os FEs calculados para
as concentrações médias dos metais Cu, Zn, Cd, Pb, K, Cr, Ni e Ti encontram-se
na faixa de 10,08 a 15728678,67, sendo apresentados na Figura 2, sugerindo que a
fonte de origem natural está enriquecida de outra fonte de origem antrópica.
Concentrações médias de metais obtidas em ng m-3.
Figura 1 - Concentrações médias de metais obtidas em
ng m-3.
Fator de enriquecimento dos metais.
Figura 2: Fator de enriquecimento dos metais.
CONCLUSÕES: Os fatores de enriquecimento para Cu, Zn, Cd, Pb, K, Cr, Ni e Ti são muito altos,
indicando que a fração de material inalável está enriquecida nestes elementos
tóxicos. A contribuição do Pólo Petroquímico não pode ser desconsiderada,
entretanto, não pode ser confirmada já que a estação da PRF fica próxima a Rodovia
Washington Luís, e os metais Cu, Zn, Cd e Pb são típicos de emissões veiculares.
Cabe ressaltar que as emissões de MP de refinarias podem conter Ni. Desta forma, o
presente trabalho busca um melhor entendimento do das emissões atmosféricas em uma
região onde há emissões provenientes
AGRADECIMENTOS: Ao IFRJ, CNPq, ASSECAMPE, EMBRAPA-Solos e UFRJ (Grupo de Cinética e Dinâmica
Aplicada a Química Atmosférica e Poluição do IQ/UFRJ).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRAGA, A. Quantificação dos efeitos da poluição do ar sobre a saúde da população pediátrica da cidade de São Paulo e proposta de monitorização. São Paulo, 1998. Tese de Doutorado - Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.
Environmental, Health, and Safety Guidelines for Petroleum Refining Environmental and Social Sustainability at IFC. Disponível em: www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelines. Acessado em: Junho 2009
EPA. Method 3015A. Microwave Assisted Acid Digestion of Aqueous Samples and Extracts. USA: EPA, 1998. CD-ROM.
EPA. Method 3020A. Acid Digestion of Aqueous Samples and Extracts for Metals for Analysis by GFAA Spectroscopy. USA: EPA, 1992. CD-ROM.
EPA. Method 7421. Lead (Atomic Absorption, Furnace Technique). USA: EPA, 1986. CD-ROM.
EPA. METHOD IO-3.1. Selection, Preparation and Extraction of filter material. CD-ROM. USA: EPA.
EPA. METHOD IO-3.4. Determination of metals in ambient particulate matter using inductively coupled plasma (ICP) spectroscopy. CD-ROM. USA: EPA.
FERNÁNDEZ, A.J., TERNERO, M. , BARRAGÁN, F.J., JIMÉNEZ, J.C. An approach to characterization of sources of urban airbone particles through heavy metal speciation. Chemosphere – Global Change Science, 2: 123-136, 2000.
INSTITUTO ESTADUAL DO AMBIENTE (INEA).Disponível em: www.inea.rj.gov.br. Acessado em maio 2012.
INSTITUTO ESTADUAL DO AMBIENTE (INEA).Disponível em: www.inea.rj.gov.br. Acessado em maio 2012.
MARIANO, J. B. Impactos ambientais do refino do Petróleo. Tese de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Planejamento Energético, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2001. Disponível em: http://ppe.ufrj.br/ppe/production/tesis/jbmariano.pdf. Acessado em: Junho 2009
PITTS, J. N. JR., FINLAYSON-PITTS, B.J. Chemistry of the upper and lower Atmosphere: Theory, Experiments and Applications. Academic Press: Flórida, 2000.
WHO (World Health Organization), 2000. Guidelines for air quality, Geneva (www.who.int/environmental information/Air/Guidelines/aqguide7.pdf), acessado em Setembro 2002.
URE, A.M., DAVIDSON, C.M. Chemical Speciation in the Environment. London, Blackie Academic & Professional, 1995. 408p.