Composição iônica de material particulado inalável em área urbana de Cuiabá, MT

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Santos, O.A.C. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Gomes, A.A. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Pinheiro, M.H.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Souza, I.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Cavalcanti, T.H. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Neto, C.Q.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Alves, L.G.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Souza, J.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Almeida, A.R. (SECRETARIA DO ESTADO DO MEIO AMBIENTE) ; Santos, O.A.M. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA)

Resumo

A poluição ambiental tem se tornado um dos maiores problemas da humanidade, nas mudanças climáticas globais e ação prejudicial na saúde humana. A quantificação do material particulado atmosférico foi realizada em sítios amostrais localizados no município de Cuiabá, MT. Para tanto foram utilizados filtros de teflon de 2 µm e 12 µm em filter pack (porta filtro) dispostos em séries, conectados a uma bomba de vácuo. A extração das amostras dos filtros foi realizada com água miliq e as quantificações realizadas por cromatografia iônica. O presente trabalho tem como objetivo amostrar e quantificar material particulado atmosférico em 3 sitios amostrais na área urbana da capital de Cuiabá / MT.

Palavras chaves

Queimadas; Poluentes atmosfericos; Quimica da atmosfera

Introdução

Na atmosfera o material particulado pode interferir na composição química desse ambiente, na modificação da reflexão da radiação solar, no processo de formação das nuvens, no comportamento de processos de precipitação e ainda grande influência na saúde humana. (FOWLER, 2009; ALLEN et al., 2010; SONG et al., 2016). Dentre as características dos materiais particulados a sua composição, promover a acidez do solo com liberação de metais tóxicos para animais e vegetais, formação do ozônio troposférico, alterar a química da atmosfera (GALLOWAY et al., 2003; GALLOWAY et al., 2008; ALLEN et., 2011) STEVENS et al., 2009; ZHU et al., 2015), eutrofização e aumento da acidez dos corpos d’água (GAO et al., 2014; HUANG et al., 2016), formação de gases do efeito estufa com alta eficiência no aquecimento global (GALLOWAY et al., 2008; AGUILERA et al., 2013). Sob o ponto de vista da saúde humana, partículas finas são capazes de penetrar nos alvéolos pulmonares causando sérios danos ao sistema respiratório (WU; JIN; CARLSTEN, 2018; PERRONE et al., 2013; CHENA et al., 2013; HABIL et al., 2015; SONG et al., 2016). A exposição prolongada a material particulado tem sido associada a diminuição da expectativa de vida (CHENA et al., 2013), aumento da mortalidade infantil (GIANNADAKI et al., 2014) e maior incidência de óbito decorrentes de doenças cardiovasculares (WEICHENTHAL et al., 2014; SONG et al., 2016). A cidade de Cuiabá apresenta características diferenciadas em relação a outros centros urbanos, estando localizada em um estado com intensa produtividade agrícola, tendo como bioma o Cerrado e com proximidades os biomas Pantanal e Amazônia. Este estudo tem como objetivo amostrar e quantificar material particulado atmosférico em alguns pontos na área urbana da capital de Cuiabá / MT

Material e métodos

A escolha das localidades dos sítios amostrais está relacionada com a segurança dos equipamentos utilizados para a coleta:1º sítio amostral: ROTAM (RTM), está situada na região leste, no bairro Dom Aquino, nas coordenadas 15º36’43.4844”S 56º5’37.4388” W; 2º sitio amostral: Base Comunitária da Policia Militar no campus da (UFMT) localizada na região norte da capital, no bairro Boa Esperança nas coordenadas 15º36’41.328” S 56º3’49.9716” W; 3º sítio amostral: IFMT campus BLV, situado na região leste de Cuiabá, nas coordenadas 15º34’46.9128” S 56º3’40.2372 W (Figura 1) A amostragem do material particulado inalável foi realizada utilizando filtros de 47 mm, em amostradores do tipo filter pack dispostos em série, com o primeiro filtro com porosidade de 12 µm, o segundo de 2 µm. O primeiro filtro foi utilizado para impedir a coleta de material particulado grosso, o segundo para coleta de material particulado inalavel. Os amostradores foram protegidos por um envoltório de Politereftalato de etileno (PET) e colocados a uma altura de 2,5 metros da superfície. Os amostradores ficaram conectados a uma bomba de vácuo para promover a amostragem ativa, com a medição de vazão nos estágios inicial e final de cada coleta. Os filtros foram colocados dentro de um tubo falco de 15ml e adicionados 15ml de água miliq, para extração do material particulado. A quantificação foi feita por cromatografia iônica. Foram realizadas as seguintes analises: sódio, amônio, potássio, magnésio, cálcio, cloreto, nitrato e sulfato. As quantificações seguiram a metodologia descrita no 22nd Editionof Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.

Resultado e discussão

Os cátions metálicos (Na+, K+, Ca2+ e Mg2+) podem estar presentes associados ao MP atmosférico grosso devido à ressuspensão de partículas do solo. O K+ ainda pode ter sua origem na queima de vegetação, uma vez que nestas condições o potássio pode ser volatilizado e, subsequentemente, condensa formando partículas finas (ALVES et al., 2011). O Ca2+ é um importante constituinte do MP atmosférico, com concentração predominante na fração grossa do MP atmosférico. A sua presença atmosférica em escala local é associada à ressuspensão de partículas de solo pela ação do vento e ou atividade humana, como a movimentação de veículos. O Ca2+ no MP atmosférico pode estar na forma de CaCO3, o que o torna importante espécie neutralizante atmosférica, capaz de reagir com gases ácidos como o HNO3 e formar nitrato (CLARKE; KARANI, 1992; PAKKANEN, 1996). As maiores médias de nitratos em relação a sulfato (Figura 2) pode ser contribuição de material provenientes de queimadas e ou incêndios florestais. A queima de biomassa, incluindo a queima de vegetação nativa, de pastagens, queima controlada para colheita da cana e resíduos de cultura podem ser fonte importante de emissões de NOx e SO2 para a atmosfera. Essa atividade tem maior contribuição na emissão de NOx que SO2. Estudos indicam que a queima de resíduo de cultura contribuem em mais de uma dezena de vezes na emissão de NOx que SO2 (SILLAPAPIROMSUK; CHANTARA; TENGJAROENKUL, 2013; CAO et al., 2008). Com destaque para a queima de resíduo da cultura do milho que emissões de NOx maiores que SO2 próximos a 100 vezes (SILLAPAPIROMSUK; CHANTARA; TENGJAROENKUL, 2013). Na queima de serapilheira de floresta a emissão de NOx é tratada como superior a mais de 22 vezes a de SO2 (CAO et al., 2008).

Localização dos sítios amostrais para coleta de material particulado na cidade de Cuiabá.


Médias e resumo estatísticos das concentrações iônicas presentes no material particulado atmosférico

Conclusões

Os dados sugerem contribuição proveniente de queima de vegetação na composição iônica do material particulado inalável. Mesmo que o município onde os sítios amostrais estavam instalados não tiveram registros expressivos de queimadas e incêndios florestais no período de amostragem, o material provenientes das queimadas pode ter ido importado para o sítio amostral a partir da movimentação das massas de ar. Outra possível fonte é a queima de combustível, o que também justifica maiores concentrações médias de NO3- em relação a SO42-.

Agradecimentos

A Pró-Reitoria de Pesquisa e Inovação - Propes Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia – Campus Bela Vista

Referências

ALVES, C. et al. Summer 2009 wildfires in Portugal: emission of trace gases and aerosol composition. Atmospheric Environment, v. 45, p. 641-649, 2011.

CAO, G. et al. Investigation on emission factors of particulate matter and gaseous pollutants from crop residue burning. Journal of Environmental Sciences, v. 20, n. 1, p. 50-55, 2008.

CLARKE, A. G.; KARANI, G. N. Characterisation of the carbonate content of atmospheric aerosols. Journal of Atmospheric Chemistry, v. 14, p. 119-128, 1992.

PAKKANEN, T. A. Study of formation of coarse particle nitrate aerosol. Atmospheric Environment, v. 30, p. 2475-2482, 1996.

SILLAPAPIROMSUK, S.; CHANTARA, S.; TENGJAROENKUL, U. Determination of PM10 and its ion composition emitted from biomass burning in the chamber for estimation of open burning emissions. Chemosphere, v. 93, n. 9, p. 1912-1919, 2013.