USO DE AMOSTRADORES PASSIVOS PARA QUANTIFICAÇÃO DE OZÔNIO TROPOSFÉRICO EM UM SITIO AMOSTRAL URBANO

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Pinheiro, M.H.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Alves, L.G.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Souza, I.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Santos, O.A.C. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Gomes, A.A. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Cavalcante, T.H. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Neto, C.Q.S. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA) ; Santos, O.A.M. (IFMT CAMPUS CUIABA BELA VISTA)

Resumo

O ozônio troposférico é um poluente causado por reações químicas, em presença de luz solar, por poluentes primários, como os óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e compostos orgânicos voláteis. O ozônio troposférico causa diversos danos à saúde, sua ação tem históricos de causar grandes prejuízos. A construção de um amostrador passivo de ozônio visa usar tubos de PVC e junta de união roscável, terá suporte para dois filtros, sendo um de Teflon para proteção e o outro filtro impregnado com corante índigo trissulfonado de potássio, para a coleta do ozônio. O método de determinação a ser usado baseia-se na reação específica de ozonólise com o corante índigo trissulfonado de potássio. Após coleta será realizado a extração com água e quantificação espectrofotométrica, com leitura a 600 nm

Palavras chaves

Troposfera; COV; Óxidos de nitrogênio

Introdução

O ozônio pode apresenta fórmula molecular O3, a sua ocorrência natural é na forma gasosa, todo o ozônio existente se distribui na atmosfera terrestre, com concentração majoritária na estratosfera, onde desempenha o importante papel de proteger a superfície do planeta de parte da radiação solar. (PAYNE et al., 2017; HAYASHIDA et al., 2018). A formação de ozônio na troposfera tem relação com a emissão de poluentes provenientes de queima de combustíveis e biomassa, atividade agrícola, indústrias e fatores climáticos, como insolação e altas temperaturas (LI et al., 2018). Os efeitos do ozônio para a saúde humana dependem da concentração e duração da exposição, sendo que concentração acima de 60 ppb apresentam potencial para danos à saúde. O período sazonal em períodos de verão interfere na quantidade deposição de ozônio na troposfera, ocasionando em maiores quantidades de concentrações em média diárias mais altas, a direção do vento contribui significativamente facilitando no índice maior de poluição devido à dispersão do gás na superfície (LIU et al., 2018; BLANCHARD; AHERNE, 2019). O município de Cuiabá, capital do Estado de Mato Grosso, está localizado na porção central do Brasil. Tem população de 580.489 habitantes, apresenta clima tropical Semi Úmido (Aw), segundo a classificação de Köppen, com temperatura média anual de 29,6 ºC e média das máximas de 32,5ºC apresenta uma estação chuvosa de outubro a abril e a estação seca de maio a setembro, com precipitação anual média de 1500 mm, com dias ensolarados praticamente o ano inteiro, Cuiabá tem característica que justifique a preocupação em relação a poluentes atmosféricos, principalmente o ozônio, razão que propôs construção de um amostrador para amostragem passiva de ozônio usando tubos de PVC e junta de união roscável

Material e métodos

O método de determinação de ozônio baseia-se na reação de ozonólise com o corante índigo trissulfonado de potássio, onde ocorre a quebra da dupla ligação entre os átomos de carbono com a formação de uma carbonila em cada molécula formada na reação (GARCIA, 2009). Na construção dos amostradores de ozônio passivos foram utilizado tubos de PVC com largura de 25 mm e 3 cm de comprimento, juntas de união roscáveis de 4 cm, um CAP de 2 cm para fechar um dos pontos de abertura do tubo, ao total o amostrador possui 14 cm de comprimento. No interior do amostrador está disposto por um filtro de celulose impregnado com á solução de índigo trissulfonado de potássio. Na extremidade do amostrador há uma barreira com material de teflon, fazendo que o ar ambiente interno permaneça estagnado, possibilitando o transporte do ozônio até a superfície coletora, para que ocorra a difusão molecular. As amostragens foram realizadas no Campus IFMT, sendo 4 amostradores para a coleta de ozônio troposférico e 2 para a coleta de branco, colocados em altura a 3 m do solo, com um envoltório de PET com papel alumínio. O procedimento realizado no laboratório do Campus IFMT foi importante para testar a eficiência do uso do amostrador e da metodologia. O gerador de ozônio, com capacidade de emissão de 600 mg/hora, foi ligado por 30 minutos, e a produção de O3 (Ozônio) foi direcionada com uma mangueira de Teflon para um aquário de 30 cm de altura, por 30 cm de largura, 30 cm de profundidade. Volumes de ar com concentrações conhecidas de O3 (Ozônio) foram captados do aquário pelos amostradores para testar a eficiência do amostrador e da metodologia utilizada, após esse tempo os filtros impregnados foram retirados, e a extração realizada com água deionizada, e a quantificação em espectrofotômetro com 600 nm.

Resultado e discussão

O fluxo de um gás também pode ser definido com a quantidade em mol do gás que passa por uma determinada área em um intervalo de tempo. O fluxo pode ser calculado a partir da equação deduzida da lei de Fick:Equação de Fick: QA = DAB (CA – C0)πr2t/z Considerando: Caminho da difusão:2,5 cm Média dos brancos: 0,065 Equação da curva de calibração (Garcia, 2009) Abs = 0,00333+14384,3×C 1 mol de O3 ocupa o volume de 22,4 litros, logo em 2,75 . 10-7 mol tem- se 6,16. 10-9 litro em 1 litro de ar, o que corresponde a 27,0 ppb. Mesma equação e procedimentos foram utilizados para as demais amostras. Os valores próximos justificam (figura 2), pois são tratadas como triplicatas, assim sendo estavam submetidas as condições semelhantes. O tempo de amostragem foi de 1 hora, o que impede uma comparação com a literatura e legislação, pois os estudos encontrados e legislações estabelecem exposição à concentrações amostradas com duração de 08 horas. No teste em atmosfera modificada no laboratório os valores obtidos e dispostos na figura 2 são concordantes com os volumes crescentes de ozônio colocados em contato com o amostrador. Houve dificuldades em construir a curva analítica, o que podem ser atribuídas a imprecisão na geração do O3, pois o gerador utilizado não tem certificação. Ou ainda a imprecisão do medidor de volume utilizado em medir baixas vazões.

Amostrador construído por materiais alternativo (A), Amostrador usado na amostragem do ozônio troposférico (B), Gerador de ozônio usado para a calibração (C).


Resumo dos valores de concentrações de índigo e ozônio em área externa

Conclusões

Importante considerar que o amostrador e a validação da metodologia necessitam de testes adicionais para que possa ser utilizado com a confiabilidade analítica desejada. Mesmo com os testes deste trabalho sendo preliminares, foi possível observar que o amostrador e a metodologia apresentam potencial para serem utilizados em estudo de distribuições das concentrações de ozônio. O amostrador construído utilizou de materiais acessíveis e de fácil manuseio. A amostragem passiva não requer eletricidade e grandes equipamentos e manutenções. A metodologia é de fácil aplicação e reprodutibilidade.

Agradecimentos

IFMT PRÓ-REITORIA DE PESQUISA CAMPUS CUIABÁ BELA VISTA

Referências

GARCIA, Gabriel. Construção e calibração de amostrador passivo para determinação de ozônio troposférico. 2009. 77 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Mestre em Química, Universidade Estadual Paulista, Araraquara, 2009.

HAYASHIDA, Sachiko et al. Seasonality of the lower tropospheric ozone over China observed by theOzone Monitoring Instrument. Atmospheric Environment, China, v. 184, p.244-253, 12 abr. 2018.

LI, Pin et al. Nationwide ground-level ozone measurements in China suggest serious risks to forests. Environmental Pollution, China, v. 237, p.803-813, 8 nov. 2018.

LIU, Hailing et al. Episode analysis of regional contributions to tropospheric ozone in Beijingusing a regional air quality model. Atmospheric Environment, Pequim, v. 199, p.299-312, 2019.

PAYNE, Richard J. et al. Impacts of tropospheric ozone exposure on peatland microbial consumers. Soil Biology & Biochemistry, Russia, v. 115, p.124-128, ago. 2017.