Influência dos poluentes urbanos na qualidade do ar na Floresta da Tijuca.
ISBN 978-85-85905-21-7
Área
Química Analítica
Autores
Oliveira, R.L. (INT) ; Azevedo, D.A. (UFRJ) ; Arbilla, G. (UFRJ)
Resumo
Os compostos orgânicos voláteis (COVs) são uma classe de compostos que pode ser emitidos por diferentes fontes dentre elas antrópicas ou naturais. Os compostos orgânicos voláteis biogênicos (BCOVs) também é uma larga classe de compostos que incluem, dentre outros, isopreno, terpenos e outros compostos oxigenados e são emitidos principalmente pela vegetação em locais onde não há atividade rural. Neste trabalho, 57 COVs foram avaliados na universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) e na Floresta da Tijuca (FT) e os resultados apontaram a presença de poluente biogênicos e antropogênicos em ambos os locais, sendo que para a UERJ, a concentração foi maior para os poluentes antropogênicos, para a FT o isopreno apresentou-se mais elevado.
Palavras chaves
COVs e BCOVs; Floresta da Tijuca; poluentes urbanos
Introdução
A cidade do Rio de Janeiro possui cerca de 6,3 milhões de habitantes (1) e é uma das mais visitadas do hemisfério sul. A cidade possui duas grande reservas florestais, o parque nacional da Tijuca (PNT), onde se encontra a maior floresta urbana secundária do mundo e o parque estadual da pedra branca, local da maior floresta urbana do mundo. O PNT possui cerca de 3953 ha de mata atlântica e recebe cerca de 3 milhões de visitantes por ano. Estudos mostram que a concentração dos poluente biogênicos pode variar de alguns ppt a vários ppb e que seu tempo de vida varia desde minutos a horas. Os COVs possuem grande importância na atmosfera, pois eles participam, juntamente com NOx da reação de produção do ozônio troposférico (4). O estudo de compostos orgânicos voláteis biogênicos (COVB) na atmosfera possui importância dupla: a primeira é o estudo de isopreno por ecofisiologistas como objetivo de elucidar os mecanismos de fotossíntese das plantas e o segundo é pelos químicos atmosféricos e climatologistas o estudarem por conta de suas reatividades (5). Além disso, sabe-se que a emissão de COVB depende de fatores como temperatura, umidade, radiação solar, dentre outros e que, em áreas urbanas e industrializadas, as emissões antropogênicas são predominantes(6). Segundo GUENTHER et al. (7) a emissão anual de COVs foi estimada em cerca de 1150 TgC de COVs não metânicos, sendo 44% isopreno, 11% monoterpenos, 22,5% outros COVs reativos e 22,5% outros COVs não reativos, o que mostra que a emissão biogênica é responsável por cerca de 50% de emissões globais. este trabalho objetivou avaliar da influência dos poluentes antrópicos biogênicos na qualidade do ar na região da floresta da Tijuca (FT).
Material e métodos
Os locais escolhidos para a coleta estão situados, um na Floresta da Tijuca (FT), outro na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). A coleta de ar se deu em botijões de aço inoxidável revestidos com uma camada de cerâmica do tipo Silonite®, Entech Instruments Inc de 6 L à pressão atmosférica e ocorreram nos meses de fevereiro, março e junho de 2015. As coletas foram simultâneas e realizadas no período de uma hora, com auxílio de um restritor de fluxo. Um cromatógrafo a gás modelo 7890-A acoplado a um espectrômetro de massas modelo 5975 ambos da Agilent Technologies foi usado para as análises cromatográficas. Um equipamento termodessorsor constituído por CIA-Advantage e UNITY-2 da Markes International Ltd, foi utilizado para a introdução de alíquotas de ar previamente coletados com os canisters. A limpeza dos canisters, antes de cada coleta, foi realizada usando um equipamento da RM Environmental System Inc. Este equipamento promove a adsorção dos COVs, provenientes de um volume definido do ar contido nos canisters, pela passagem em uma armadilha a frio, constituída por uma mistura de materiais adsorventes mantida a uma temperatura de -100C, com posterior dessorção térmica durante 1 minuto a uma temperatura de 300 oC. O método foi desenvolvido pelo uso de duas soluções padrão contendo 57 compostos precursoras de ozônio, uma na faixa de 20-60 ppbC e outro na a 100ppb. Destes 57 compostos, o isopreno foi selecionado como substância biogênica e alguns aromáticos como benzeno e o tolueno para algumas análises comparativas entre emissões antropogênicas e biogênicas. O programa HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model) foi usado para a determinação das trajetórias das massas de ar.
Resultado e discussão
O método cromatográfico desenvolvido foi suficientemente adequado para a
separação e identificação cromatográfica de 52 dos 57 analitos contidos no
padrão obtendo boa sensibilidade e seletividade para 50 desses compostos. As
curvas de calibração construídas variaram na faixa de 0,020-2,0 ppm e da
faixa
de 0,1-100 ppm e todas obtiveram coeficiente de correlação linear superior a
0,99. O limite de detecção e quantificação dos analitos foram de, no máximo,
, 0,02 a 0,07 μg m-3, respectivamente.
Os dados de transporte de massas de ar revelou que, durante o período de
amostragem a origem da massa de ar que circundou a FT foi tanto massa de ar
continental quanto massa de ar marítima, visando isso os dados foram
novamente tratados e verificou-se que sob essas condições, a concentração de
COVs na floresta foi cerca de três a quatro vezes maior que na condição de
transporte de masas de ar de origem marítima. Este último tópico revela que
a floresta é mais impactada por poluente quando, por ação do transporte de
massas de ar, os poluente produzidos nas áreas urbanas e/ou
industrializadas, são levados à FT.
Outro dado importante verificado neste estudo é que os valore de
concentração de COVs é maior em feriados e final de semana do que em dias
úteis, isto devido ao fato de que a floresta recebe grande número de
visitantes nesses dias especiais, isto é uma das razões pelas quais pudemos
notar aumento da concentração de poluentes.
Valores médios para as concentrações do COVs na UERJ e na FT
Resultado da simulação do transporte de massas de ar
Conclusões
Os resultados obtidos neste trabalho mostram que a Floresta da Tijuca está impactada pelas atividades humanas, tanto as de visitação e circulação de pessoas e veículos dentro do Parque Nacional como pelo transporte de massas de ar provenientes da cidade de Rio de Janeiro e outras áreas urbanas próximas.
Agradecimentos
CAPES pelo apoio financeiro, Ao CENPES pelo apoio estrutural e aos orientadores.
Referências
(1) IBGE - INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, censo demográfico 2010, disponível em http://cidades.ibge.gov.br/xtras/perfil.php?codmun=330455 acesso em setembro de 2015.
(2) Parque Nacional da Tijuca - Instituto Chico Mendes - MMA, disponível em http://www.parquedatijuca.com.br, acessado em agosto de 2015.
(3) KESSELMEIER, J. e STAUDT, M. Biogenic volatile organic compounds (VOC): an overview on emission, physiology, and ecology. Journal of Atmospheric Chemistry, v. 33, p. 23-88, 1999.
(4) FINLAYSON-PITTS, B. J.; PITTS, J. N. Jr Chemistry of the upper and lower atmosphere: Theory, experiments and applications. Florida: Academic Press, 2000.
(5) SILVA, C. P. Estudos observacionais das principais fontes de emissão de
compostos orgânicos voláteis (VOC) em floresta intacta de terra firme na
Amazônia central. Dissertação de mestrado. Universidade Estadual da
Amazônia. 2010.
(6) HESTER, R. E. e HARRISON, R. M. Volatile organic compounds in the atmosphere Royal Society of Chemistry, 1995. Disponível em: http://books.google.com/books?id=uN3xtF6vmAcC&printsec=frontcover&dq=vol atile+organic+compounds&hl=pt-BR#PP R7,M1. Acesso em: 03/11/2015.
(7) GUENTER, A.; KARL, T.; HARLEY, P.; WIEDINMYER, C.; PALMER, P. I.; GERON, C. Estimates of global terrestrial isoprene emissions using MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature). Atmospheric Chemistry Physics, v.6, 3181–3210, 2006.
