LETÍCIA CANAL VIEIRA.pdf - Universidade de Passo Fundo
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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO<br />
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA<br />
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL<br />
Letícia Canal Vieira<br />
USO DE AMOSTRADORES PASSIVOS PARA O<br />
MONITORAMENTO DO AR<br />
<strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong>, 2012.
Letícia Canal Vieira<br />
USO DE AMOSTRADORES PASSIVOS PARA O<br />
MONITORAMENTO DO AR<br />
Trabalho <strong>de</strong> conclusão <strong>de</strong> curso apresentado ao<br />
curso <strong>de</strong> Engenharia Ambiental, como parte<br />
dos requisitos exigidos para obtenção do título<br />
<strong>de</strong> Engenheiro Ambiental.<br />
Orientador: Prof. Eduardo Pavan Korf, Mestre.<br />
<strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong> , 2012.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
1
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
3
AGRADECIMENTOS<br />
O meu primeiro agra<strong>de</strong>cimento só po<strong>de</strong>ria ser aos meus pais Sergio Renato Vieira e<br />
Sonia Canal Vieira. Por terem me dado a vida, a educação e sempre terem me apoiado e<br />
confiado em minhas <strong>de</strong>cisões. Se não fosse por eles certamente não estaria hoje concluindo o<br />
curso <strong>de</strong> Engenharia Ambiental. Também gostaria <strong>de</strong> agra<strong>de</strong>cer a minha irmã Gabriela Canal<br />
Vieira pelo apoio e companheirismo ao longo <strong>de</strong> toda a jornada.<br />
E certamente não seria possível ter realizado este trabalho sem a orientação e o apoio<br />
do professor Msc. Eduardo Pavan Korf. Assim como o auxilio do colega João Vitor Mazutti e<br />
das laboratoristas Marilda Ferreira dos Santos e Manuelli Zulpo.<br />
Meu agra<strong>de</strong>cimento também se esten<strong>de</strong> a todos os amigos e colegas queridos que me<br />
<strong>de</strong>ram força e me ajudaram a superar os momentos <strong>de</strong> dificulda<strong>de</strong>. Cito aqui especialmente<br />
Rafaela Wagner, Amanda Valério Espíndola, Roges Pizzatto Luiz, Polyanna dos Santos,<br />
Emanuela Bazzan, Daiane Mara Walker, Karla Kassiane Ribeiro e o melhor ouvinte <strong>de</strong><br />
angústias Bruno Argenton.<br />
“Nada há como começar para ver como é árduo concluir.”<br />
4<br />
Victor Hugo
RESUMO<br />
A <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong> (UPF) possui emissões das mais diversas fontes, sendo o<br />
monitoramento do ar uma necessida<strong>de</strong>, com o intuito <strong>de</strong> serem cumpridos os padrões <strong>de</strong><br />
qualida<strong>de</strong> do ar e preservada a saú<strong>de</strong> dos usuários do campus. A dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> realização <strong>de</strong><br />
monitoramento <strong>de</strong>corre do fato <strong>de</strong> a técnica comumente utilizada para este fim ser o<br />
monitoramento ativo, que <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> altos investimentos, tornando está prática inviável para<br />
a realida<strong>de</strong> da instituição. Uma alternativa que po<strong>de</strong> ser aplicada é o uso <strong>de</strong> amostradores<br />
passivos, que são dispositivos simples que fazem o uso da ab/adsorção, construídos a partir <strong>de</strong><br />
materiais <strong>de</strong> baixo custo e não necessitando <strong>de</strong> energia elétrica. Os objetivos do trabalho<br />
constituíram em <strong>de</strong>senvolver, avaliar e verificar a viabilida<strong>de</strong> do uso <strong>de</strong> um amostrador<br />
passivo para os poluentes atmosféricos NO2, SO2 e O3, comparando os resultados obtidos com<br />
a legislação e avaliando o seu custo, visando possibilitar o seu uso em estudos <strong>de</strong><br />
monitoramento ambiental do ar. Os amostradores passivos tiveram seu funcionamento<br />
baseado na Lei <strong>de</strong> Fick e constituíram em uma estrutura <strong>de</strong> 25 mm <strong>de</strong> diâmetro e 1,8 mm <strong>de</strong><br />
altura, contando com um filtro com solução absorvente especifica para o poluente, uma<br />
membrana <strong>de</strong> Teflon e uma tela <strong>de</strong> aço inox. A análise da concentração do poluente no filtro<br />
foi realizada por metodologias baseadas em espectrofotometria molecular, sendo que para o<br />
NO2 foi utilizado o método <strong>de</strong> Griess-Saltzman modificado (SALTZMAN, 1954), para SO2 o<br />
método <strong>de</strong> Rossete et al. (2011) e para o O2 o método <strong>de</strong> Bucco (2010). Os amostradores<br />
foram distribuídos em diversos pontos <strong>de</strong>ntro da universida<strong>de</strong>, sendo estes: o gerador <strong>de</strong><br />
energia, o boiler <strong>de</strong> aquecimento das piscinas, o pórtico <strong>de</strong> entrada, uma capela <strong>de</strong> exaustão <strong>de</strong><br />
um laboratório <strong>de</strong> aulas práticas <strong>de</strong> química e um local com menor influencia antrópica com o<br />
objetivo <strong>de</strong> representar o branco. Os resultados obtidos entre todos os pontos para o NO2<br />
variaram entre 0,11 a 3,10 µg/m³, para o SO2 entre 20,6 a 1306,09 µg/m³ e para o O3 entre<br />
0,66 a 4,8 µg/m³, sendo que os resultados foram na sua maioria abaixo dos padrões<br />
apresentados pela legislação brasileira <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar CONAMA 003/90 (BRASIL,<br />
1990). Os amostradores que <strong>de</strong>tectaram maiores concentrações dos poluentes foram os<br />
localizados próximos ao gerador <strong>de</strong> energia da universida<strong>de</strong>, seguido dos amostradores<br />
instalados no pórtico, que tinham como objetivo <strong>de</strong>tectar a poluição veicular. Cabe salientar<br />
que a metodologia <strong>de</strong> análise utilizada para o amostrador passivo <strong>de</strong> SO2 não foi consi<strong>de</strong>rada<br />
a<strong>de</strong>quada. O custo dos amostradores ficou em torno <strong>de</strong> R$ 16,00, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo do poluente<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
5
analisado e <strong>de</strong> acordo com a economia local. Os amostradores passivos apresentaram-se como<br />
uma técnica <strong>de</strong> fácil aplicação, economicamente viável em meio acadêmico, sendo, portanto<br />
a<strong>de</strong>quada a UPF.<br />
Palavras-chaves: Poluição Atmosférica. Lei <strong>de</strong> Fick. UPF.<br />
6
ABSTRACT<br />
The University of <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong> (UPF), has emissions of a wi<strong>de</strong> variety of sources, being the<br />
air monitoring a necessity, with the intention of fulfilling the air quality patterns and preserve<br />
the health of the users of the campus. The difficulty in air monitoring comes from the fact that<br />
the technique current used for this purpose is the active monitoring that <strong>de</strong>pends of higher<br />
investments, making these practice unreal to the institution. One alternative to that is the use<br />
of passive samplers, simple <strong>de</strong>vice that is based in the processes of absorption and adsorption,<br />
built from materials of low cost and without need of electric energy. The objectives of this<br />
paper were to <strong>de</strong>velop, evaluate and verify the viability of the use of passive samplers for the<br />
atmospheric pollutants NO2, SO2 and O3, comparing the results with the Brazilian legislation<br />
and evaluating its cost, aiming become possible its use in studies of environmental air<br />
monitoring. The passive samples have its functioning based on the Fick's Law and are<br />
constituted in a structure of 25 mm of diameter and 1,8 mm of height, each one is composed<br />
by a filter with a specific absorbing solution for each pollutant, a Teflon membrane and a<br />
screen of stainless steel. The analysis of the pollutants concentrations in the filter were<br />
conducted with methodologies based on the molecular spectrophotometry, for the NO2 the<br />
method used was the Griess-Saltzman modified (SALTZMAN, 1954), for the SO2 the method<br />
of Rossete et al. (2011) and for the O3 the method of Bucco (2010). The samplers were<br />
distributed in several points insi<strong>de</strong> the university that were: the energy generator, the heating<br />
boiler from the pools, the entrance porch, one chapel of exhaustion from a lab of practical<br />
classes of chemistry and a place with less anthropic influence with the objective of<br />
representing the blank. The results obtained between all the points for the NO2 varied from<br />
0,11 to 3,10 µg/m³, for the SO2 from 20,6 to 1306,09 µg/m³ for the O3 from 0,66 to 4,8 µg/m³,<br />
all the results, except for the SO2, were un<strong>de</strong>r the values presented by the Brazilian legislation<br />
that brings patterns of air quality CONAMA 003/90 (Brazil, 1990). The samplers that<br />
presented higher concentrations of pollutants, were the ones located near the generator of<br />
energy, followed by the ones in the entrance porch that had as objective <strong>de</strong>tecting the<br />
vehicular pollution. It should be noted that the methodology used for the analysis of SO2<br />
passive sampler was not consi<strong>de</strong>red appropriate. The cost of the samplers was around U$ 8,<br />
ranging as the pollutant analyzed and according to the local economy. The passive samplers<br />
presented itself as a technique of simple application, viable in aca<strong>de</strong>mic scope, being<br />
appropriated to the UPF.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
7
Key-word: Atmospheric Pollution. Fick’s Law. UPF.<br />
8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES<br />
Figura 1: Formação da chuva ácida (LISBOA, 2007). ............................................................. 18<br />
Figura 2: Amostrador Ativo <strong>de</strong>nominado Trigás utilizado para medição <strong>de</strong> três poluentes<br />
atmosféricos simultâneamente (LISBOA e KAWANO, 2007). ........................................ 27<br />
Figura 3: Tipos <strong>de</strong> amostradores passivos <strong>de</strong> difusão – tubular (a) e emblema (b) (adaptado <strong>de</strong><br />
WHO GEMS/AIR, 1994). ................................................................................................. 30<br />
Figura 4: Fluxograma do trabalho. ........................................................................................... 34<br />
Figura 5: Localização dos amostradores passivos na UPF. ...................................................... 35<br />
Figura 6: Amostrador Passivo utilizado para monitoramento dos poluentes. .......................... 36<br />
Figura 7: Foto do amostrador passivo. ..................................................................................... 45<br />
Figura 8: Amostradores instalados nos pontos monitorados. ................................................... 45<br />
Figura 9: Monitoramento <strong>de</strong> NO2. ............................................................................................ 46<br />
Figura 10: Monitoramento <strong>de</strong> O3. ............................................................................................. 49<br />
Figura 11: Monitoramento <strong>de</strong> SO2. .......................................................................................... 51<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
9
LISTA DE QUADROS<br />
Quadro 1: Diferentes origens da poluição atmosférica (ARTIOLA et al., 2004). ................... 15<br />
Quadro 2: Efeitos causados pelos diversos poluentes atmosféricos. ........................................ 21<br />
Quadro 3: Padrão primário e padrão secundário estabelecido pela Resolução CONAMA<br />
003/90 (BRASIL, 1990). ................................................................................................... 25<br />
Quadro 4: Informações dos amostradores para cada poluente. ................................................ 37<br />
Quadro 5: Equipamentos, materiais e reagentes utilizados no <strong>de</strong>senvolvimento do trabalho. . 44<br />
Quadro 6: Resultados obtidos por diversos autores com amostradores passivos. ................... 53<br />
10
SUMÁRIO<br />
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 12<br />
2 DESENVOLVIMENTO .................................................................................................... 15<br />
2.1 Revisão Bibliográfica ................................................................................................ 15<br />
2.1.1 Fontes <strong>de</strong> Poluição Atmosférica ......................................................................... 15<br />
2.1.2 Principais poluentes atmosféricos ...................................................................... 16<br />
2.1.3 Transformações Químicas na Atmosfera ........................................................... 18<br />
2.1.4 Destino dos poluentes gasosos ........................................................................... 19<br />
2.1.5 Conseqüências da poluição atmosférica ............................................................. 21<br />
2.1.6 Legislação sobre qualida<strong>de</strong> do ar........................................................................ 24<br />
2.1.7 Amostragem <strong>de</strong> poluentes atmosféricos ............................................................. 26<br />
2.2 Métodos e materiais ................................................................................................... 34<br />
2.2.1 Delineamento da pesquisa .................................................................................. 34<br />
2.2.2 Local <strong>de</strong> estudo ................................................................................................... 34<br />
2.2.3 Desenvolvimento do amostrador ........................................................................ 36<br />
2.2.4 Monitoramento da qualida<strong>de</strong> do ar ..................................................................... 37<br />
2.2.5 Análise <strong>de</strong> custo .................................................................................................. 43<br />
2.2.6 Materiais e equipamentos ................................................................................... 44<br />
2.3 Resultados e Discussões ............................................................................................ 45<br />
2.3.1 Resultados obtidos com os amostradores passivos ............................................ 46<br />
2.3.2 Comparação dos resultados com os obtidos por outros autores ......................... 52<br />
2.3.3 Análise <strong>de</strong> custo .................................................................................................. 54<br />
3 CONCLUSÃO ................................................................................................................... 55<br />
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 57<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
11
1 INTRODUÇÃO<br />
A Resolução CONAMA nº 003/90 (BRASIL, 1990) <strong>de</strong>fine poluente atmosférico como<br />
sendo qualquer forma <strong>de</strong> matéria ou energia que com intensida<strong>de</strong>, em quantida<strong>de</strong>,<br />
concentração, tempo ou características em <strong>de</strong>sacordo com os níveis estabelecidos, po<strong>de</strong> causar<br />
danos a saú<strong>de</strong> pública, fauna e flora. As fontes <strong>de</strong> poluição atmosférica po<strong>de</strong>m ser tanto<br />
naturais quanto antrópicas, dividindo-se em móveis, como veículos, ou fixas, como indústrias<br />
e vulcões. Já os poluentes classificam-se em primários, aqueles gerados diretamente pela<br />
fonte <strong>de</strong> emissão, sendo exemplos o dióxido <strong>de</strong> enxofre, óxido e dióxido <strong>de</strong> nitrogênio,<br />
hidrocarbonetos e partículas em suspensão, e secundários, que são os gerados a partir <strong>de</strong><br />
reações dos poluentes primários na atmosfera, po<strong>de</strong>ndo-se citar como exemplo o ozônio,<br />
peroxiacetilnitrato, peróxido <strong>de</strong> hidrogênio e al<strong>de</strong>ídos (BUCCO, 2010).<br />
A <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong> possui como fontes poluidoras o reator anaeróbio da<br />
estação <strong>de</strong> tratamento <strong>de</strong> efluentes, o gerador <strong>de</strong> energia elétrica, o boiler que aquece as<br />
piscinas térmicas, as capelas <strong>de</strong> exaustão dos laboratórios e as emissões veiculares. Essas<br />
ativida<strong>de</strong>s geram emissões provenientes <strong>de</strong> processos como combustão e digestão anaeróbia,<br />
entre os poluentes que po<strong>de</strong>m ser emitidos encontram-se: metano (CH4(g)), hidrocarbonetos<br />
voláteis (COV(g)), óxidos <strong>de</strong> nitrogênio (NOx(g)), óxidos <strong>de</strong> enxofre (SOx(g)), monóxido <strong>de</strong><br />
carbono (CO(g)), dióxido <strong>de</strong> carbono (CO2(g)), Materiais Particulados (MP), Vapores ácidos,<br />
entre outros.<br />
Muitos estudos já trazem evi<strong>de</strong>ncias <strong>de</strong> que a poluição atmosférica tem efeitos<br />
adversos na saú<strong>de</strong> humana, sendo responsável pelo aumento da incidência <strong>de</strong> doenças<br />
respiratórias como a asma e alergias, acabando por acarretar em custos para a saú<strong>de</strong> pública<br />
(LI et al., 2012) . Existem padrões estabelecidos em legislação para a qualida<strong>de</strong> do ar, mas,<br />
para garantir que esses requisitos legais sejam cumpridos, o monitoramento torna-se<br />
necessário.<br />
A dificulda<strong>de</strong> do monitoramento do ar <strong>de</strong>corre do fato dos poluentes geralmente se<br />
encontrarem em concentrações baixas na atmosfera, <strong>de</strong>vido aos processos <strong>de</strong> dispersão e<br />
diluição (CRUZ e CAMPOS, 2008). Além disso, o monitoramento ativo, com o uso <strong>de</strong><br />
equipamentos portáteis automáticos ou estações fixas, na maioria das vezes acaba por ser<br />
oneroso, necessitando <strong>de</strong> investimentos, <strong>de</strong> pessoal capacitado para sua operação e do<br />
fornecimento contínuo <strong>de</strong> energia elétrica. Isto faz com que essa modalida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
12
monitoramento torne-se pouco efetiva, surgindo à necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> alternativas, para regiões<br />
on<strong>de</strong> não é viável essa técnica (CRUZ e CAMPOS, 2002).<br />
Em virtu<strong>de</strong> das fontes <strong>de</strong> emissões apresentadas na <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong>, o<br />
monitoramento da poluição do ar torna-se uma necessida<strong>de</strong>, com o objetivo <strong>de</strong> elaborar um<br />
diagnóstico da qualida<strong>de</strong> do ar, além <strong>de</strong> estudar uma tecnologia viável para a realida<strong>de</strong> da<br />
instituição. Uma das alternativas viáveis sob o ponto <strong>de</strong> vista prático e econômico é o uso <strong>de</strong><br />
amostradores passivos para a quantificação <strong>de</strong> poluentes no ar seja, por meio <strong>de</strong> biomonitores<br />
(plantas, musgos ou liquens) ou <strong>de</strong> dispositivos simples que conduzam à ab/adsorção <strong>de</strong><br />
amostras, construídos a partir <strong>de</strong> materiais <strong>de</strong> baixo custo e que não necessitam <strong>de</strong> energia<br />
elétrica (TAO et al., 2008). Porém, esses amostradores não são tão confiáveis quando<br />
comparados aos equipamentos existentes no mercado, sendo ainda objeto <strong>de</strong> várias pesquisas.<br />
Existem vários tipos <strong>de</strong> amostradores passivos e diversas aplicações. Po<strong>de</strong>-se citar o<br />
uso <strong>de</strong> plantas, musgos ou liquens, mais conhecido como biomonitoramento<br />
(WOLTERBEEK, 2002), ou mesmo a construção <strong>de</strong> amostradores do tipo emblema ou tubo,<br />
com materiais <strong>de</strong> baixo custo e que se baseiam em princípios como a difusão ou absorção e<br />
subseqüente permeação das moléculas do gás ou vapor através <strong>de</strong> uma membrana (CRUZ e<br />
CAMPOS, 2002).<br />
Diversos estudos já foram realizados utilizando amostradores passivos para monitorar<br />
os mais diversos tipos <strong>de</strong> poluentes como SO2 (CRUZ et al., 2004), NO2 (SEKINE el al.,<br />
2008; MELCHERT e CARDOSO, 2006), O3, H2S (CAMPOS et al., 2010), hidrocarbonetos<br />
aromáticos policíclicos (TAO et al., 2008; CORNELISSEN et al., 2008; ZHANG et al.,<br />
2011), poluentes orgânicos persistentes (MELYMUK et al., 2011; CHAEMFA el al., 2009),<br />
policlorados bifenilas (CORNELISSEN et al., 2008), metais e particulados (BRAIT e<br />
ANTONIOSI FILHO, 2010). A maioria <strong>de</strong>sses estudos foram conduzidos em países<br />
emergentes, mostrando que os amostradores passivos vêm <strong>de</strong>spontando como uma alternativa<br />
acessível <strong>de</strong> monitoramento da qualida<strong>de</strong> do ar. Dentre as vantagens, po<strong>de</strong>-se citar a baixa<br />
complexida<strong>de</strong> <strong>de</strong> instalação no campo, os baixos custos <strong>de</strong> construção e instalação, a pouca<br />
necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> manutenção após instalado, as análises <strong>de</strong> laboratório <strong>de</strong> baixo custo, o<br />
<strong>de</strong>snecessário o uso <strong>de</strong> energia elétrica e os custos envolvidos em seu uso que variam pouco<br />
<strong>de</strong> uma região para outra (KRUPA, 1998 apud KRUPA e LEGGE, 2000).<br />
Dessa forma, esse trabalho busca respon<strong>de</strong>r a seguinte questão:<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
13
O uso <strong>de</strong> amostradores passivos é viável para o monitoramento da qualida<strong>de</strong> do ar e<br />
das fontes <strong>de</strong> emissões e são capazes <strong>de</strong> apresentar resultados representativos e confiáveis?<br />
Tem-se como objetivo geral <strong>de</strong>senvolver, avaliar e verificar a viabilida<strong>de</strong> do uso <strong>de</strong><br />
um amostrador passivo para os poluentes atmosféricos NO2, SO2 e O3, possibilitando seu uso<br />
em estudos <strong>de</strong> monitoramento ambiental do ar.<br />
Já os objetivos específicos são:<br />
a) Desenvolver amostradores passivos para os poluentes: SO2, NO2 e O3, baseados na Lei <strong>de</strong><br />
Difusão <strong>de</strong> Fick;<br />
b) Realizar o monitoramento da qualida<strong>de</strong> do ar e <strong>de</strong> fontes <strong>de</strong> emissões em diversos locais<br />
<strong>de</strong>ntro da <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong>;<br />
c) Comparar o valores obtidos com as legislações vigentes relacionadas a poluição do ar;<br />
d) Avaliar o custo da utilização <strong>de</strong> amostradores passivos em cada análise realizada.<br />
O trabalho é composto pela Revisão Bibliográfica on<strong>de</strong> serão abordados tópicos<br />
relacionados a poluentes atmosféricos, transformação e <strong>de</strong>stino <strong>de</strong> poluentes gasosos,<br />
conseqüências da poluição atmosférica, legislação brasileira <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar, bem como as<br />
principais técnicas <strong>de</strong> monitoramento do ar. Segue a apresentação da metodologia utilizada,<br />
contendo o <strong>de</strong>lineamento da pesquisa, a construção do amostrador e métodos laboratoriais <strong>de</strong><br />
análise dos poluentes monitorados. Após serão apresentados os resultados obtidos para o<br />
dióxido <strong>de</strong> nitrogênio, dióxido <strong>de</strong> enxofre e ozônio, confrontando-os com a legislação<br />
brasileira, comparando com trabalhos já realizados e por fim, a analise <strong>de</strong> custo será<br />
apresentada. Encerrando o trabalho as conclusões referentes ao uso <strong>de</strong> amostradores passivos<br />
para o monitoramento do ar na <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong>.<br />
14
2 DESENVOLVIMENTO<br />
2.1 Revisão Bibliográfica<br />
2.1.1 Fontes <strong>de</strong> Poluição Atmosférica<br />
Os poluentes atmosféricos po<strong>de</strong>m ser emitidos diretamente para a atmosfera<br />
(poluentes primários) ou formados por reações que envolvem poluentes primários e outros<br />
compostos da atmosfera (poluentes secundários). As fontes <strong>de</strong> emissão <strong>de</strong>sses poluentes são<br />
divididas em fontes fixas, como indústrias vulcões e maresia, ou fontes móveis, como por<br />
exemplo, trens, aviões, embarcações e veículos automotivos (BUCCO, 2010).<br />
Além disso, as fontes fixas ou móveis po<strong>de</strong>m ser naturais, urbanas, industriais ou<br />
rurais, conforme apresentado no Quadro 1. Po<strong>de</strong>-se notar que, retirando-se a poluição <strong>de</strong> fonte<br />
natural, todas as outras são originadas pela ação do homem.<br />
Quadro 1: Diferentes origens da poluição atmosférica (ARTIOLA et al., 2004).<br />
Tipo <strong>de</strong> fonte Exemplos<br />
Natural Incêndios florestais, vulcões, tempesta<strong>de</strong>s <strong>de</strong> poeira causadas por<br />
ventos fortes e processos biológicos.<br />
Urbana Emissões veiculares, geração <strong>de</strong> energia por combustíveis fósseis,<br />
queima <strong>de</strong> lixo, refrigeração e chaminés.<br />
Industrial Queima <strong>de</strong> combustíveis fósseis, operações <strong>de</strong> mineração e<br />
refrigeração.<br />
Rural Produção <strong>de</strong> poeira por ativida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> colheita, emissão <strong>de</strong> compostos<br />
por locais com acúmulo <strong>de</strong> resíduos animais e/ou solos tratados com<br />
biossólidos e volatilização <strong>de</strong> herbicidas, inseticidas e fungicidas.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
15
2.1.2 Principais poluentes atmosféricos<br />
2.1.2.1 Material Particulado<br />
O termo material particulado refere-se às substâncias que não consistem em gases,<br />
sendo que suas partículas possuem tamanhos menores que 100 µm. Os materiais particulados<br />
divi<strong>de</strong>m-se em: poeira, fumaça, fumos e aerossol (RANA, 2006).<br />
2.1.2.2 Óxidos <strong>de</strong> enxofre<br />
O dióxido <strong>de</strong> enxofre (SO2) é um dos poluentes mais importantes, consistindo em um<br />
gás incolor com forte odor. O trióxido <strong>de</strong> enxofre (SO3) geralmente é emitido juntamente com<br />
o dióxido, em concentrações <strong>de</strong> 1 % a 5 %. Ambos são removidos da atmosfera <strong>de</strong> forma<br />
relativamente rápida, <strong>de</strong>vido às chuvas, se <strong>de</strong>positando como aerossóis. Isso explica o porque<br />
<strong>de</strong> as quantida<strong>de</strong>s emitidas <strong>de</strong> óxidos <strong>de</strong> enxofre serem superiores as presentes no ar<br />
atmosférico (RANA, 2006). Este poluente está associado à presença <strong>de</strong> enxofre em<br />
combustíveis fósseis, <strong>de</strong>ssa forma sua emissão po<strong>de</strong> ser reduzida usando-se combustíveis com<br />
taxas baixas <strong>de</strong> enxofre, como por exemplo o gás natural (FENGER, 2002).<br />
2.1.2.3 Óxidos <strong>de</strong> nitrogênio<br />
De todos óxidos <strong>de</strong> nitrogênio existentes apenas o N2O, NO e NO2 são encontrados em<br />
quantida<strong>de</strong>s consi<strong>de</strong>ráveis. O dióxido <strong>de</strong> nitrogênio é o poluente mais preocupante, sendo<br />
emitido pela queima <strong>de</strong> combustíveis fósseis. O NO2 é um gás marrom <strong>de</strong> odor irritante, que<br />
po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>tectado em concentrações <strong>de</strong> em torno <strong>de</strong> 0,12 mg/L (RANA, 2006). Esse gás<br />
po<strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>rado tanto um poluente primário, como secundário, po<strong>de</strong>ndo <strong>de</strong>ssa forma ser<br />
emitido diretamente para a atmosfera ou formado a partir <strong>de</strong> reações químicas (MARTINS e<br />
16
ANDRADE, 2002). Suas emissões po<strong>de</strong>m ser reduzidas pela otimização dos processos <strong>de</strong><br />
combustão ou inserção <strong>de</strong> conversores catalíticos na exaustão <strong>de</strong> motores (FENGER, 2002).<br />
2.1.2.4 Monóxido <strong>de</strong> carbono<br />
O Monóxido <strong>de</strong> carbono (CO) é um gás incolor, sem odor e sem gosto. Possui uma<br />
gran<strong>de</strong> afinida<strong>de</strong> com a hemoglobina do sangue, sendo por isso um asfixiante perigoso. As<br />
principais fontes <strong>de</strong> CO no ar urbano são a fumaça e fumos <strong>de</strong> exaustão <strong>de</strong> processos<br />
envolvendo a queima <strong>de</strong> carvão, gás ou óleo (RANA, 2006).<br />
2.1.2.5 Hidrocarbonetos<br />
Os hidrocarbonetos sozinhos na atmosfera não causam prejuízos, a preocupação com<br />
estes advêm das reações que ocorrem na presença <strong>de</strong> radiação solar e dióxidos <strong>de</strong> nitrogênio,<br />
formando-se assim o ozônio. O hidrocarboneto mais abundante é o metano, além <strong>de</strong>le po<strong>de</strong>m<br />
ser encontrados etileno, propeno, benzeno, tolueno, entre outros (RANA, 2006).<br />
2.1.2.6 Ozônio<br />
O ozônio existente na estratosfera é <strong>de</strong> vital importância para a proteção da Terra<br />
contra os raios ultravioletas, porém quando esse se forma na troposfera, torna-se um poluente<br />
secundário, sendo nocivo aos seres vivos e diversos materiais. A sua formação na troposfera<br />
ocorre através da fotólise do NO2, a qual resulta na liberação do oxigênio atômico. Este se<br />
combina com o oxigênio molecular, produzindo ozônio. Esta é uma situação <strong>de</strong> equilíbrio, no<br />
entanto tornasse recorrente a presença <strong>de</strong> hidrocarbonetos, <strong>de</strong>rivados e compostos orgânicos<br />
voláteis (COVs), na atmosfera, os quais reagem produzindo radicais livres, que acabam por<br />
oxidar o NO sem que o ozônio seja <strong>de</strong>struído (MARTINS e ANDRADE, 2002).<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
17
2.1.3 Transformações Químicas na Atmosfera<br />
Muitos poluentes atmosféricos sofrem reações que o transformam em novos<br />
compostos ou aerossóis. O dióxido <strong>de</strong> enxofre é removido em gran<strong>de</strong> parte <strong>de</strong>sta forma. Uma<br />
gran<strong>de</strong> parte do SO2 presente na atmosfera se transforma em SO3 que se combina facilmente<br />
com a água, transformando-se em ácido sulfúrico. A Equação 1 <strong>de</strong>monstra essa reação, que é<br />
também o princípio <strong>de</strong> formação da chuva ácida. Um processo semelhante ocorre com o<br />
dióxido <strong>de</strong> nitrogênio, que é convertido em ácido nítrico (RANA, 2006). A Figura 1 apresenta<br />
um esquema típico da formação da chuva ácida.<br />
2SO2+2H2O+O2 → 2H2SO4 (1)<br />
Figura 1: Formação da chuva ácida (LISBOA, 2007).<br />
Outro processo que o ocorre além da chuva ácida, é o smog fotoquímico, que consiste<br />
em uma neblina marrom que po<strong>de</strong> ser notada nas regiões metropolitanas ao redor do mundo.<br />
A formação do smog ocorre na presença <strong>de</strong> luz, COVs e fontes <strong>de</strong> radicais livres como os<br />
óxidos <strong>de</strong> nitrogênio. Hidrocarbonetos e óxidos <strong>de</strong> nitrogênio são produzidos por processos <strong>de</strong><br />
18
combustão <strong>de</strong> combustíveis fósseis comuns em gran<strong>de</strong>s cida<strong>de</strong>s e reações fotoquímicas<br />
mencionadas no item 1.2.6 formam o ozônio, um dos principais poluentes associados ao smog<br />
(VALLERO, 1973). Os produtos finais do smog são ozônio, ácido nítrico e espécies<br />
orgânicas, conforme apresentado na Equação 2 (MARTINS e ANDRADE, 2002).<br />
COVs + NO + luz solar → O3 + HNO3 + orgânicos (2)<br />
2.1.4 Destino dos poluentes gasosos<br />
A rotação da Terra faz com que a atmosfera terrestre esteja sempre em movimento,<br />
gerando diferenças horizontais e verticais <strong>de</strong> temperatura, provocadas pela radiação solar e<br />
terrestre, topografia, efeitos físico-químicos na superfície e transferência <strong>de</strong> energia e massa<br />
com a superfície. Dessa forma, as condições meteorológicas influenciam diretamente na<br />
concentração e transporte <strong>de</strong> partículas e gases (ALVES, 2006). Baird (2002), também alega<br />
que as reações <strong>de</strong> oxidação são vitais para remoção dos poluentes, na medida em que a<br />
atmosfera terrestre é um ambiente oxidante, que oxida todos os gases nela presentes, sendo os<br />
seus produtos finais <strong>de</strong>positados na superfície terrestre.<br />
Os principais mecanismos que influenciam na concentração dos poluentes são a<br />
produção, dispersão e remoção dos mesmos. A própria atmosfera é responsável por dispersar<br />
os poluentes <strong>de</strong> forma eficiente, contribuindo para que os níveis <strong>de</strong> poluição sejam aceitáveis.<br />
E é esta interação entre as fontes <strong>de</strong> poluição e condições atmosféricas que vai <strong>de</strong>finir a<br />
qualida<strong>de</strong> do ar em uma <strong>de</strong>terminada localida<strong>de</strong>, <strong>de</strong>ssa forma mesmo que a produção <strong>de</strong><br />
poluentes seja continua, sua concentração irá variar <strong>de</strong>vido a questões meteorológicas<br />
(CAVALCANTI, 2010).<br />
2.1.4.1 Dispersão <strong>de</strong> poluentes gasosos<br />
A dispersão dos poluentes gasosos na atmosfera ocorre principalmente <strong>de</strong>vido aos<br />
fenômenos <strong>de</strong> difusão e transporte, causados pela estabilida<strong>de</strong> atmosférica e o vento,<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
19
espectivamente, além <strong>de</strong>stes a altitu<strong>de</strong> e topografia também exercem influencia. Dessa forma,<br />
o fenômeno <strong>de</strong> transporte consiste na componente horizontal, tendo como seu principal agente<br />
o vento, já o fenômeno da difusão é a componente vertical sendo causada principalmente pelo<br />
gradiente térmico vertical (BUCCO, 2010).<br />
Então, para que ocorra o transporte <strong>de</strong> um poluente é necessária a presença do vento,<br />
sendo que a distancia a ser percorrida por <strong>de</strong>terminado poluente está relacionada a velocida<strong>de</strong><br />
do vento. Já a estratificação térmica da atmosfera condiciona a dispersão vertical dos<br />
poluentes, sendo que a condição mais favorável à forte concentração <strong>de</strong> poluentes é a inversão<br />
térmica (ANDRADE, 1996).<br />
2.1.4.2 Remoção <strong>de</strong> poluentes gasosos<br />
A ocorrência <strong>de</strong> uma troca entre a atmosfera, água, vegetação e o solo é reconhecida,<br />
na medida em que se sabe que o planeta é um sistema fechado e os poluentes acabam por ser<br />
removidos do ar. Quando falamos dos gases, as principais formas <strong>de</strong> remoção <strong>de</strong>stes são:<br />
a) Remoção úmida por precipitação: consiste em um processo natural em que os gases e o<br />
material particulado, após consecutivas exposições, são removidos do ar por<br />
hidrometeoros atmosféricos. Esses hidrometeoros constituem-se em gotículas <strong>de</strong> nuvem e<br />
chuva, névoa ou neve, sendo então <strong>de</strong>positados na superfície terrestre (RAMOS e<br />
GONÇALVES, 1999).<br />
b) Absorção ou reação no solo e superfície do oceano: a turbulência atmosférica faz com que<br />
os poluentes interajam com a superfície do oceano, vegetação e solo, sendo removidos por<br />
absorção ou reações químicas. Pouco se conhece sobre os fenômenos que levam a essas<br />
reações, sendo que apenas para o SO2 e CO estas são conhecidas. Os NOx também<br />
parecem ser absorvidos pelo oceano e outras águas superficiais, porém não se conhece a<br />
contribuição <strong>de</strong>ste escape para a remoção total (RANA, 2006).<br />
20
2.1.5 Conseqüências da poluição atmosférica<br />
O Quadro 2 apresenta um panorama geral dos efeitos que são causados pelos<br />
poluentes atmosféricos, nos itens a seguir serão apresentados os efeitos nos quatro elementos<br />
mais afetados: atmosfera, solos e corpos d’água; materiais; vegetação; e saú<strong>de</strong> humana.<br />
Quadro 2: Efeitos causados pelos diversos poluentes atmosféricos.<br />
POLUENTES EFEITOS<br />
Óxidos <strong>de</strong> Enxofre SOx<br />
Material Particulado MP<br />
Monóxido <strong>de</strong> Carbono CO<br />
Dióxido <strong>de</strong> Carbono CO2<br />
Dióxido <strong>de</strong> Nitrogênio NO2<br />
Ozônio O3<br />
Fonte: Adaptado <strong>de</strong> Lisboa (2007).<br />
- Irritações do aparelho respiratório e olhos.<br />
- aumento da mortalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> doentes sensíveis<br />
quando a concentração <strong>de</strong> SO2 é elevada<br />
juntamente com a <strong>de</strong> MP.<br />
- aumento da resistência pulmonar a passagem do<br />
ar, rinite.<br />
- redução da resistência às pragas.<br />
- ressecamento e <strong>de</strong>scoloramento dos tecidos das<br />
folhas .<br />
- alteração do processo fotossintético.<br />
- corrosão em metais.<br />
- <strong>de</strong>scoloração <strong>de</strong> pinturas.<br />
- enfraquecimento e <strong>de</strong>scoloração da superfície dos<br />
couros.<br />
- torna o papel quebradiço.<br />
- redução da resistência à tensão e formação <strong>de</strong><br />
manchas em tecidos.<br />
- <strong>de</strong>sbotamento <strong>de</strong> corantes.<br />
- incomodo a população.<br />
- diminuição da visibilida<strong>de</strong>.<br />
- doenças pulmonares.<br />
- corrosivo.<br />
- interfere na fotossíntese das plantas.<br />
- aumento do nível <strong>de</strong> carboxiemoglobina do<br />
sangue levando a stress, <strong>de</strong>ficiência na capacida<strong>de</strong><br />
psicomotora, dor <strong>de</strong> cabeça, tontura, alucinação,<br />
<strong>de</strong>pressão, asfixia e morte.<br />
- influencia a longo prazo no aumento da<br />
temperatura da terra e fenômenos relacionados.<br />
- asfixia e morte.<br />
- tosse e catarro, dor no peito, e<strong>de</strong>ma pulmonar,<br />
irritação dos olhos, taquicardia.<br />
- irritação dos olhos e mucosas e provoca doenças<br />
respiratórias crônicas.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
21
2.1.5.1 Efeitos da poluição atmosférica na atmosfera, solo e corpos d’água<br />
A poluição do ar diminui a visibilida<strong>de</strong> principalmente através <strong>de</strong> partículas suspensas,<br />
por interferirem na incidência solar. A presença principalmente <strong>de</strong> partículas <strong>de</strong> sulfato, assim<br />
como <strong>de</strong> nitrato, além <strong>de</strong> cinzas finas volantes e aerossóis orgânicos, po<strong>de</strong>m levar a formação<br />
<strong>de</strong> neblina atmosférica (VALLERO, 1973).<br />
Além disso, a geração <strong>de</strong> chuva ácida é responsável por afetar o pH <strong>de</strong> solos e lagos.<br />
Destes dois, os lagos são os que mais sofrem os efeitos, principalmente em regiões com a<br />
presença <strong>de</strong> neve. A <strong>de</strong>posição ácida fica imobilizada na neve e quanto ocorre o <strong>de</strong>gelo, toda<br />
essa aci<strong>de</strong>z acaba por ter <strong>de</strong>stino nos lagos, superando a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> neutralização do<br />
sistema aquático (VALLERO, 1973).<br />
Outras alterações que ocorrem são o efeito estufa e o surgimento do buraco na camada<br />
e ozônio. Gases como o CO2, CH4 e N2O, são conhecidos como gases estufa, pois eles<br />
absorvem calor permitindo que a temperatura da Terra seja propicia a vida, porém com o<br />
aumento da emissão <strong>de</strong>stes por via antrópica, a temperatura da Terra acaba sofrendo um<br />
aumento <strong>de</strong>sfavorável a vida. Já o buraco da camada <strong>de</strong> ozônio surge quando poluentes,<br />
também emitidos pelo homem, acabam por interferir nas reações que formam está camada, <strong>de</strong><br />
forma que ao invés <strong>de</strong> as reações produzirem ozônio, acabam por gerar óxidos e oxigênio<br />
molecular, fazendo com que ocorra um enfraquecimento da camada (LISBOA, 2007).<br />
2.1.5.2 Efeitos da poluição atmosférica em materiais<br />
Pelos materiais estarem diretamente expostos a poluição atmosférica, os danos<br />
causados a estes constituem em um efeito significativo e importante. Entre os diversos danos<br />
causados, os mais preocupantes são os provocados a re<strong>de</strong>s e equipamentos elétricos, unida<strong>de</strong>s<br />
<strong>de</strong> armazenamento, além <strong>de</strong> monumentos e construções históricas. Pesquisas realizadas nas<br />
últimas décadas em vários países permitiram que fossem quantificados e entendidos os<br />
mecanismos <strong>de</strong> <strong>de</strong>gradação <strong>de</strong>stes poluentes (KUCERA e FITZ, 1995).<br />
A acidificação provocada pelos poluentes é a principal causa da <strong>de</strong>terioração <strong>de</strong><br />
materiais. O SO2 é o poluente que possui papel principal, porém estudos recentes também<br />
22
atribuem danos a sinergia que ocorre entre compostos NOx e ozônio. Os efeitos causados<br />
geram principalmente perdas econômicas, além <strong>de</strong> perdas culturais, provocadas pelos danos a<br />
patrimônios históricos (KUCERA e FITZ, 1995).<br />
2.1.5.3 Efeitos da poluição atmosférica na vegetação<br />
Existem três principais formas <strong>de</strong> os poluentes afetarem a vegetação. A primeira<br />
consiste na redução da penetração <strong>de</strong> luz pela ocorrência <strong>de</strong> sedimentação <strong>de</strong> partículas nas<br />
folhas ou pela turbi<strong>de</strong>z provocada por partículas ainda suspensas. A segunda quando os<br />
poluentes sedimentam no solo ou são carreados pelas chuvas e acabam por penetrar pelas<br />
raízes das plantas. E a terceira é a penetração direta dos poluentes pelos estômatos das plantas<br />
(LISBOA, 2007).<br />
Os efeitos dos poluentes na vegetação po<strong>de</strong>m ser divididos em agudos, que são os<br />
danos causados por uma gran<strong>de</strong> concentração em um curto espaço <strong>de</strong> tempo, ou crônicos, que<br />
são os causados pelo contato da planta com uma pequena quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> poluente ao longo <strong>de</strong><br />
um período maior. Esses danos resultam em diversas alterações, tais como: eliminação <strong>de</strong><br />
espécies mais sensíveis, redução na diversida<strong>de</strong>, remoção seletiva das espécies dominantes,<br />
diminuição no crescimento e na biomassa, aumento da suscetibilida<strong>de</strong> ao ataque <strong>de</strong> pragas e<br />
doenças e surgimento <strong>de</strong> injurias foliares (CETESB, 2012a).<br />
2.1.5.4 Efeitos da poluição atmosférica na saú<strong>de</strong> humana<br />
Problemas agudos <strong>de</strong>vido à poluição atmosférica foram <strong>de</strong>tectados após episódios<br />
extremos, como os ocorridos na Inglaterra em 1952 e Bélgica em 1930. Estes consistiam na<br />
mortalida<strong>de</strong> <strong>de</strong>vido a doenças cardíacas provocada pelos elevados níveis <strong>de</strong> óxido <strong>de</strong> enxofre<br />
e material particulado. Com a regulação dos níveis <strong>de</strong> poluição do ar pela legislação e<br />
diminuição <strong>de</strong> episódios como estes, as doenças geradas tornaram-se proveniente <strong>de</strong><br />
exposições prolongadas a níveis <strong>de</strong> concentração menores dos poluentes (KOOP e TOLE,<br />
2006).<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
23
Globalmente os principais sistemas que são atingidos pelos poluentes atmosféricos são<br />
o respiratório, circulatório e reprodutivo, sendo que o principal poluente que os afeta é o<br />
material particulado. A poluição atmosférica po<strong>de</strong> gerar alterações bioquímicas e respostas<br />
celulares nesses três sistemas. O sistema respiratório é o mais agredido por ser diretamente<br />
exposto, porém os efeitos <strong>de</strong>ssa agressão po<strong>de</strong>m ser sistêmicos, resultando no agravamento <strong>de</strong><br />
varias doenças, po<strong>de</strong>ndo até levar a morte. Com o aumento <strong>de</strong> indivíduos nos centros urbanos,<br />
o número <strong>de</strong> pessoas expostas à poluição atmosférica é cada vez maior e <strong>de</strong>ssa forma o<br />
número <strong>de</strong> pessoas enfermas <strong>de</strong>vido a essa poluição também aumentará (FERNANDES et al,<br />
2010).<br />
2.1.6 Legislação sobre qualida<strong>de</strong> do ar<br />
A principal legislação brasileira fe<strong>de</strong>ral que estabelece padrões <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar é a<br />
CONAMA 003/90 (BRASIL, 1990), que apresenta padrões <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar para os<br />
poluentes, dividindo-os em primários e secundários.<br />
Os padrões primários estabelecidos pela CONAMA 003/90 (BRASIL, 1990), referem-<br />
se as concentrações <strong>de</strong> poluentes que quando ultrapassadas po<strong>de</strong>m afetar a saú<strong>de</strong> da<br />
população. Estes <strong>de</strong>vem ser entendidos como níveis máximos toleráveis <strong>de</strong> concentração<br />
<strong>de</strong>stes poluentes atmosféricos, tratando-se <strong>de</strong> metas <strong>de</strong> curto e médio prazo. Já os padrões<br />
secundários consistem nas concentrações abaixo das quais é previsto o mínimo efeito adverso<br />
sobre o bem estar da população. Trata-se este do padrão i<strong>de</strong>al, constituindo-se em uma meta<br />
<strong>de</strong> longo prazo. Os padrões secundários são utilizados apenas em locais especiais, como áreas<br />
<strong>de</strong> preservação, sendo que para os <strong>de</strong>mais locais aplica-se o padrão primário, a não ser que<br />
essa tenha sido classificada como padrão secundário (CETESB, 2012b).<br />
O Quadro 3 apresenta os padrões nacionais <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar para os poluentes<br />
abordados por esta resolução. São eles: partículas totais em suspensão, fumaça, partículas<br />
inaláveis, dióxido <strong>de</strong> enxofre, monóxido <strong>de</strong> carbono, ozônio e dióxido <strong>de</strong> nitrogênio.<br />
24
Quadro 3: Padrão primário e padrão secundário estabelecido pela Resolução CONAMA<br />
003/90 (BRASIL, 1990).<br />
POLUENTE<br />
PADRÃO PRIMÁRIO<br />
(µg/m³)<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
PADRÃO SECUNDÁRIO<br />
(µg/m³)<br />
LA MGA MAA LA MGA MAA<br />
Partículas totais em suspensão 240 80 - 150 60 -<br />
Partículas inaláveis 150 - 50 150 - 50<br />
Fumaça 150 - 60 100 - 40<br />
Dióxido <strong>de</strong> enxofre 365 - 80 100 - 40<br />
Dióxido <strong>de</strong> nitrogênio 320 - 100 190 - 100<br />
Monóxido <strong>de</strong> carbono 40.000 - - 40.000 - -<br />
Ozônio 160 - - 160 - -<br />
LA – Não <strong>de</strong>ve ser excedido mais <strong>de</strong> uma vez ao ano; MGA – média geométrica anual; MAA – média<br />
aritmética anual.<br />
Esta resolução aborda sobre padrões <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar <strong>de</strong> uma forma geral, porém<br />
existem outras que trazem limites específicos para as emissões. A Resolução CONAMA<br />
008/90 (BRASIL, 1990b), apresenta os limites máximos para emissão <strong>de</strong> poluentes do ar para<br />
processos <strong>de</strong> combustão externa em fontes fixas com potencia nominal <strong>de</strong> até 70 MW e<br />
superiores.<br />
Além <strong>de</strong>sta a Resolução CONAMA 018/86 (BRASIL, 1986), institui o Programa <strong>de</strong><br />
Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE). Foram então<br />
estabelecidos os níveis <strong>de</strong> emissões dos veículos automotores, uma vez que estes consistem na<br />
principal fonte móvel <strong>de</strong> poluição atmosférica. Os poluentes limitados foram monóxido <strong>de</strong><br />
carbono, hidrocarbonetos e óxidos <strong>de</strong> nitrogênio.<br />
A Resolução CONAMA 264/99 (BRASIL, 1999) estabelece padrões <strong>de</strong> emissão para<br />
o co-processamento <strong>de</strong> resíduos em fornos rotativos <strong>de</strong> clínquer. Também a Resolução<br />
CONAMA 316/00 (BRASIL, 2000) dispõe sobre os procedimentos e critérios para o<br />
funcionamento <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> tratamento térmico <strong>de</strong> resíduos, não se aplicando para o co-<br />
25
processamento <strong>de</strong> resíduos em fornos rotativos, exceto para as dioxinas e furanos. E por fim, a<br />
Resolução CONAMA 382/06 (BRASIL, 2006), trás os limites máximos para a emissão <strong>de</strong><br />
poluentes por equipamentos, instalações ou processos <strong>de</strong> produção <strong>de</strong> locais específicos.<br />
2.1.7 Amostragem <strong>de</strong> poluentes atmosféricos<br />
2.1.7.1 Amostradores Ativos<br />
Amostradores são dispositivos utilizados para coletar material do ambiente, seja ele<br />
sólido, liquido ou gasoso, para que posteriormente realize-se a analise <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminados<br />
parâmetros, visando à obtenção <strong>de</strong> um diagnóstico.<br />
Os amostradores ativos consistem em um equipamento em que um volume <strong>de</strong> ar é<br />
sugado por uma bomba, passando através <strong>de</strong> um meio coletor químico ou físico, por um certo<br />
período <strong>de</strong> tempo. O fenômeno que rege o processo <strong>de</strong> coleta po<strong>de</strong> ser adsorção, absorção,<br />
filtração ou difusão, po<strong>de</strong>ndo consistir em uma combinação <strong>de</strong>stes. Somente após essa coleta<br />
as amostras <strong>de</strong>vem ser levadas ao laboratório para a <strong>de</strong>terminação da concentração dos<br />
poluentes. Geralmente este método é usado para medição do SO2 e material particulado, mas<br />
é possível medir NO2, O3 e Pb. Com o surgimento dos analisadores automáticos, os<br />
amostradores ativos estão tendo seu uso reduzido (LISBOA e KAWANO, 2007).<br />
26
Figura 2: Amostrador Ativo <strong>de</strong>nominado Trigás utilizado para medição <strong>de</strong> três poluentes<br />
atmosféricos simultâneamente (LISBOA e KAWANO, 2007).<br />
2.1.7.2 Analisadores Automáticos<br />
O funcionamento do analisador automático ocorre a partir da entrada <strong>de</strong> ar em uma<br />
câmera <strong>de</strong> reação, on<strong>de</strong> a proprieda<strong>de</strong> ótica do gás po<strong>de</strong> ser medida diretamente ou ocorre<br />
uma reação química, produzindo quimiluminescência ou luz fluorescente. A concentração do<br />
poluente é <strong>de</strong>terminada por um <strong>de</strong>tector <strong>de</strong> luz que produz um sinal elétrico proporcional a<br />
concentração, para cada poluente é utilizado um diferente principio eletroóptico. Esse tipo <strong>de</strong><br />
equipamento po<strong>de</strong> ser utilizado em unida<strong>de</strong>s fixas ou móveis e fornece dados em média a<br />
cada 30 ou 60 minutos, gerando um gran<strong>de</strong> volume <strong>de</strong> dados diariamente, sendo necessário o<br />
uso <strong>de</strong> sistema <strong>de</strong> aquisição <strong>de</strong> dados e computadores para processá-los (LISBOA e<br />
KAWANO, 2007).<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
27
2.1.7.3 Sensores Remotos<br />
Os sensores remotos po<strong>de</strong>m funcionar na faixa ultravioleta ou próximo ao<br />
infravermelho. Seu uso mais freqüente é para medição <strong>de</strong> hidrocarbonetos e monóxido <strong>de</strong><br />
carbono que são liberados pelo escapamento dos veículos. Por meio <strong>de</strong> um feixe<br />
infravermelho que é enviado ao longo <strong>de</strong> uma faixa <strong>de</strong> tráfego po<strong>de</strong> ser calculado quanto<br />
<strong>de</strong>ste feixe passa pelos gases emitidos pelo escapamento a concentração dos poluentes. A<br />
utilida<strong>de</strong> maior <strong>de</strong>stes equipamentos é <strong>de</strong>tectar veículos que estão trafegando em más<br />
condições, porém não substituem outras formas <strong>de</strong> controle e a varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> poluentes que<br />
são <strong>de</strong>tectados é muito limitada (LISBOA e KAWANO, 2007).<br />
2.1.7.4 Amostradores passivos<br />
Amostradores passivos vêm sendo utilizados para <strong>de</strong>terminar a qualida<strong>de</strong> do ar <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />
ambientes fechados até a qualida<strong>de</strong> do ar em uma escala regional. O funcionamento dos<br />
amostradores passivos se dá pela absorção química ou adsorção física do ar, em um material<br />
que po<strong>de</strong> ser analisado posteriormente por métodos ópticos não <strong>de</strong>strutivos ou ainda extraído<br />
ou <strong>de</strong>ssorvido para que seja quantificado o poluente <strong>de</strong> interesse (KRUPA e LEGGE, 2000).<br />
Amostradores passivos não utilizam energia elétrica ou baterias, uma vez que não é<br />
necessária a passagem <strong>de</strong> um fluxo <strong>de</strong> ar pelo amostrador, não necessitando <strong>de</strong> muita<br />
manutenção e sendo <strong>de</strong> fácil transporte (BUCCO, 2010). Os principais amostradores<br />
utilizados são os biomonitores (WOLTERBEEK, 2002), do tipo emblema e tubulares com<br />
filtros absorventes ou sólidos absorventes (KRUPA e LEGGE, 2000).<br />
2.1.7.4.1 Biomonitores<br />
O uso <strong>de</strong> biomonitores cresceu nas ultimas décadas, sendo que são divididos em duas<br />
tipologias principais. A primeira consiste nos sensitivos, on<strong>de</strong> são observados danos<br />
28
morfológicos causados pela presença <strong>de</strong> contaminantes, que po<strong>de</strong>m estar relacionados a<br />
alteração <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong>s dos sistemas enzimáticos, fotossintéticas ou respiratórias. A segunda<br />
são os acumuladores, que possuem a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> armazenar contaminantes nos seus tecidos<br />
e são usados para a medição integral <strong>de</strong> contaminantes no meio ambiente (CONTI e<br />
CECCHETTI, 2001).<br />
Os biomonitores mais utilizados são os liquens e musgos. Os musgos são mais<br />
utilizados para o monitoramento <strong>de</strong> metais (WOLTERBEEK, 2002), já os liquens alem dos<br />
metais já foram utilizados para uma vasta gama <strong>de</strong> poluentes como: compostos <strong>de</strong> enxofre,<br />
nitrogênio e fósforo, ozônio, fluoretos, cloretos e radionuclí<strong>de</strong>os (CONTI e CECCHETTI,<br />
2001).<br />
O uso <strong>de</strong> bromélias no monitoramento <strong>de</strong> metais é bastante recorrente, assim como o<br />
<strong>de</strong> plantas <strong>de</strong> tabaco para a constatação da presença <strong>de</strong> ozônio. Nesses dois casos o que é<br />
analisado são os danos causados as plantas, não atuando estes como bioacumuladores, como<br />
os musgos e liquens (CARNEIRO, 2004).<br />
2.1.7.4.2 Amostradores tubulares e emblemas<br />
Os formatos mais comuns <strong>de</strong> amostradores passivos consistem em uma estrutura<br />
tubular com uma das terminações abertas, também chamados <strong>de</strong> tubos “Palmes” ou ainda<br />
estruturas <strong>de</strong> menor comprimento, que são chamadas <strong>de</strong> emblema ou badge, neste caso a<br />
abertura é protegida com uma membrana filtrante e/ou tela, com a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> controlar a<br />
velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> entrada do ar e difusão. A terminação fechada <strong>de</strong> ambos os amostradores,<br />
contém um meio absorvente, específico para o poluente que se <strong>de</strong>seja monitorar. A Figura 2<br />
apresenta um amostrador <strong>de</strong> configuração tubular e um do tipo emblema (WHO GEMS/AIR,<br />
1994).<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
29
Figura 3: Tipos <strong>de</strong> amostradores passivos <strong>de</strong> difusão – tubular (a) e emblema (b) (adaptado <strong>de</strong><br />
WHO GEMS/AIR, 1994).<br />
O principio <strong>de</strong> funcionamento <strong>de</strong>stes amostradores é a difusão, estando estes baseados<br />
na primeira Lei <strong>de</strong> difusão <strong>de</strong> Fick, apresentada na Equação 3.<br />
Em que:<br />
J= taxa <strong>de</strong> transferência <strong>de</strong> massa (µg/h);<br />
J = −D ∙ A ∙ dC<br />
dX (3)<br />
A = área da seção transversal do percurso <strong>de</strong> difusão (m²);<br />
D = coeficiente <strong>de</strong> difusão (m²/h);<br />
dC/dX = coeficiente instantâneo <strong>de</strong> mudança na concentração ao longo do percurso (µg/m³).<br />
Para que a lei <strong>de</strong> Fick se adapte ao funcionamento dos amostradores passivos, a<br />
equação é escrita em função da massa amostrada e do tempo <strong>de</strong> amostragem, consi<strong>de</strong>rando a<br />
mudança da concentração (C-C0) ao longo do comprimento total do percurso <strong>de</strong> difusão (X-<br />
X0 = L), transformando-se na Equação 4 (PALMES e LINDENBOOM, 1979 apud CRUZ e<br />
CAMPOS, 2002).<br />
30
Em que:<br />
m = massa total coletada (µg);<br />
t = tempo <strong>de</strong> amostragem (h);<br />
D = coeficiente difusivo (m²/h);<br />
m<br />
t = D ∙ A ∙ (C − C0) L<br />
A = área da seção transversal do percurso difusivo (m²);<br />
C = concentração externa (ambiente) do poluente (µg/m³);<br />
(4)<br />
C0 = concentração do poluente na superfície <strong>de</strong> coleta (µg/m³);<br />
L = comprimento do percurso <strong>de</strong> difusão (m).<br />
A concentração do poluente na superfície do coletor (C0) po<strong>de</strong> ser assumida como<br />
zero, se o meio <strong>de</strong> coleta for efetivo, sendo <strong>de</strong>sprezada a difusivida<strong>de</strong> entre o meio externo e o<br />
fundo do amostrador, gerando a Equação 5 para <strong>de</strong>terminação da concentração do poluente no<br />
ambiente. Esta suposição não é a realida<strong>de</strong>, porém o erro resultante <strong>de</strong>sta aproximação é<br />
pequeno, não sendo significativo para a <strong>de</strong>terminação da concentração <strong>de</strong> gases ou vapores<br />
(CRUZ e CAMPOS, 2002).<br />
C =<br />
m ∙ L<br />
D ∙ A ∙ t (5)<br />
Alguns dos fatores externos que po<strong>de</strong>m gerar alterações nos valores <strong>de</strong> concentração<br />
externa dos amostradores passivos são apresentados por WHO GEMS/AIR (1994): luz solar,<br />
temperatura e velocida<strong>de</strong> do vento. No caso da luz solar, existem indícios <strong>de</strong> que ela provoca<br />
a <strong>de</strong>composição fotoquímica dos materiais absorvidos, porém isso apenas po<strong>de</strong> ocorrer em<br />
amostradores feitos <strong>de</strong> materiais translúcidos. Os efeitos da temperatura po<strong>de</strong>m ser<br />
negligenciados, por também serem geralmente pequenos em climas temperados. Já ao<br />
tratarmos da velocida<strong>de</strong> do vento, prejuízos po<strong>de</strong>m ocorrer em ambientes on<strong>de</strong> ocorre<br />
estagnação do ar, não sendo comum em ambientes externos e também quando a velocida<strong>de</strong> do<br />
ar <strong>de</strong>ntro do amostrador é <strong>de</strong>masiada, provocando a turbulência, esse efeito po<strong>de</strong> ocorrer em<br />
amostradores abertos (caso dos tubulares). Os autores ainda mencionam, que ainda são<br />
necessários estudos mais aprofundados para verificar a interferência que esses três fatores<br />
po<strong>de</strong>m exercer, além <strong>de</strong> outros como pressão e umida<strong>de</strong>.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
31
Existem ainda casos on<strong>de</strong> não apenas o processo <strong>de</strong> difusão é <strong>de</strong>terminante para a taxa<br />
<strong>de</strong> coleta do amostrador e também a taxa <strong>de</strong> absorção do gás no meio <strong>de</strong> coleta gera<br />
influência. Isso ocorre quando o processo <strong>de</strong> absorção do gás no filtro reativo é relativamente<br />
lento, fazendo com que a taxa <strong>de</strong> coleta seja menor do que a calculada pela lei <strong>de</strong> Fick. A<br />
temperatura e umida<strong>de</strong> acabam por exercer uma influencia maior, pois o processo <strong>de</strong> absorção<br />
é mais sensível a estes dois fatores do que a difusão (GUARDANI e MARTINS, 2000).<br />
2.1.7.4.3 Exemplos <strong>de</strong> aplicação <strong>de</strong> amostradores passivos<br />
Guardani e Martins (2000) <strong>de</strong>senvolveram um amostrador passivo do tipo emblema,<br />
para o monitoramento <strong>de</strong> SO2. Foram realizadas medições paralelas com amostradores<br />
automáticos, que permitiram constatar uma diferença média <strong>de</strong> 20% entre os valores obtidos.<br />
O amostrador foi construído a partir <strong>de</strong> tubos e tampa <strong>de</strong> PVC, utilizando-se um filtro <strong>de</strong><br />
membrana na extremida<strong>de</strong> aberta, para minimizar a turbulência e um filtro <strong>de</strong> fibra <strong>de</strong> vidro<br />
na extremida<strong>de</strong> fechada do amostrador impregnado com solução <strong>de</strong> carbonato <strong>de</strong> potássio a<br />
3% e glicerina a 7%, que atuou como meio absorvedor. Os amostradores foram instalados a<br />
3,5 m do solo e o período <strong>de</strong> exposição variou entre 15 e 30 dias, os filtros foram analisados<br />
por meio da cromatografia iônica.<br />
Em trabalho realizado por Campos et al. (2010), amostradores passivos também<br />
baseados na difusão molecular foram <strong>de</strong>senvolvidos para SO2, NO2, O3 e H2S e utilizados<br />
para verificar a qualida<strong>de</strong> do ar em uma floresta remota, área urbana próxima ao oceano e área<br />
urbana sobre influencia industrial direta. Sua estrutura também consistia em materiais <strong>de</strong> PVC<br />
com uma das extremida<strong>de</strong>s fechadas, contendo o filtro absorvedor (Whatman 40) impregnado<br />
com a solução específica para cada um dos gases e a outra extremida<strong>de</strong> aberta contendo uma<br />
membrana <strong>de</strong> Teflon e uma tela <strong>de</strong> aço, sendo que para o H2S não foi utilizada a tela. Para a<br />
análise do filtro no caso do SO2, o gás presente foi extraído por banho ultrassônico e<br />
<strong>de</strong>terminado por cromatografia e no caso do O3 também utilizou-se a cromatografia, valendo-<br />
se da equivalência entre a concentração <strong>de</strong> nitrito e ozônio. Para o NO2 utilizou-se o método<br />
Griess-Saltzman modificado, <strong>de</strong>terminando-se por espectrofotometria molecular, que também<br />
foi utilizada pra <strong>de</strong>terminação do H2S, utilizando-se o método do metileno azul. O amostrador<br />
apresentou uma precisão <strong>de</strong> 10% a 19%, sendo que os resultados médios aproximados<br />
32
encontrados na área urbana próxima a indústria foram: 18 µg/m³ para O3, 19 µg/m³ para NO2,<br />
10 µg/m³ para SO2 e 3 µg/m³ para H2S.<br />
Utilizando um tubo <strong>de</strong> cola bastão, Melchert e Cardoso (2006) construíram um<br />
amostrador passivo, em que outros materiais facilmente encontráveis foram usados, como o<br />
tecido tule para reduzir um fluxo <strong>de</strong> ar na entrada do amostrador e tela plástica <strong>de</strong> peneira <strong>de</strong><br />
cozinha foi impregnada com o sorvente <strong>de</strong> NO2 (poluente analisado), trietanolamina. Para<br />
<strong>de</strong>terminação do NO2 foi utilizado o reagente <strong>de</strong> Griess-Saltzman, através da<br />
espectrofotometria molecular. Com o trabalho foi possível constatar que o ambiente <strong>de</strong><br />
cozinha tinha quatro vezes mais a concentração <strong>de</strong> NO2 que o ambiente externo, mostrando a<br />
exposição do trabalhador ao poluente.<br />
Para a amostragem do NO2 e O3 no ambiente externo, Bucco (2010) <strong>de</strong>senvolveu um<br />
amostrador passivo utilizando-se Placa <strong>de</strong> Petri, anéis <strong>de</strong> borracha nitrílica, filtro <strong>de</strong><br />
membrana polister, tela <strong>de</strong> aço inox e filtro <strong>de</strong> fibra <strong>de</strong> vidro, que foi impregnado com o<br />
reagente especifico para cada poluente. Os amostradores ficaram expostos por quatro dias e o<br />
método <strong>de</strong> análise utilizou da espectrofotometria molecular UV/VIS. O método mostrou-se<br />
mais eficiente para o NO2, do que para ozônio, sendo que não foram coletados dados<br />
suficientes para este último. As concentrações <strong>de</strong> NO2 ficaram entre 18,99 µg/m³ e 56,12<br />
µg/m³.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
33
2.2 Métodos e materiais<br />
2.2.1 Delineamento da pesquisa<br />
Foram construídos amostradores passivos e estes foram todos instalados no Campus I<br />
da <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong>, entre o período <strong>de</strong> Julho a Outubro <strong>de</strong> 2012, em locais que<br />
possuem diferentes fontes <strong>de</strong> poluição, sendo na sua maioria fontes fixas. Os poluentes<br />
monitorados foram NO2, SO2 e O3. Neste sentido, a Figura 3 apresenta o <strong>de</strong>lineamento das<br />
etapas do trabalho.<br />
2.2.2 Local <strong>de</strong> estudo<br />
Figura 4: Fluxograma do trabalho.<br />
A <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong> é uma universida<strong>de</strong> <strong>de</strong> caráter comunitário localizada<br />
no norte do estado do Rio Gran<strong>de</strong> do Sul, tendo seu campus I localizado na cida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong><br />
<strong>Fundo</strong>. O campus I aten<strong>de</strong> aproximadamente 21.000 alunos e possuiu uma área construída <strong>de</strong><br />
221.649,77 m² (FUPF, 2012).<br />
34
A Figura 4 apresenta em imagem aérea os pontos em que foram instalados os<br />
amostradores passivos.<br />
Figura 5: Localização dos amostradores passivos na UPF.<br />
A escolha dos pontos foi baseada nas fontes <strong>de</strong> emissão <strong>de</strong> poluentes atmosféricos<br />
encontradas na universida<strong>de</strong>. Dessa forma, o P1 localiza-se nas proximida<strong>de</strong>s da saída <strong>de</strong><br />
gases do gerador <strong>de</strong> energia elétrica, o P2 no pórtico da universida<strong>de</strong>, com o objetivo <strong>de</strong><br />
monitorar a poluição veicular, o P3 nas proximida<strong>de</strong>s do boiler <strong>de</strong> aquecimento das piscinas,<br />
o P4 na saída <strong>de</strong> uma capela <strong>de</strong> exaustão dos laboratórios <strong>de</strong> aulas práticas do ICEG e o P5 em<br />
local mais isolado, com o objetivo <strong>de</strong> ser caracterizado um local livre da poluição <strong>de</strong> fonte<br />
antrópica, tornando-se o branco.<br />
No último mês (outubro) <strong>de</strong> amostragem também foram instalados amostradores no<br />
estacionamento <strong>de</strong> ônibus. Por ter sido realizada apenas uma vez e não po<strong>de</strong>r ser caracterizada<br />
como um monitoramento, este ponto não foi apresentado no fluxograma e na Figura 4.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
35
2.2.3 Desenvolvimento do amostrador<br />
A configuração do amostrador passivo foi baseada em Campos et al. (2006) e está<br />
apresentada na Figura 5. O amostrador se baseia na difusão molecular do gás através <strong>de</strong> uma<br />
camada estática <strong>de</strong> ar e sua estrutura é composta por conexões <strong>de</strong> PVC, sendo fechado no topo<br />
para evitar o transporte convectivo. A mesma estrutura <strong>de</strong> amostrador foi utilizada para os três<br />
poluentes analisados, sendo que o filtro utilizado e a solução absorvedora com a qual é<br />
impregnado variam <strong>de</strong> acordo com o poluente a ser monitorado, estes dados estão apresentado<br />
no Quadro 4. A membrana <strong>de</strong> Teflon, localizada na entrada <strong>de</strong> ar, têm o objetivo <strong>de</strong> minimizar<br />
a interferência <strong>de</strong> partículas e a difusão turbulenta, para proteger a membrana <strong>de</strong> danos<br />
mecânicos, a tela <strong>de</strong> aço inox é colocada logo após.<br />
Figura 6: Amostrador Passivo utilizado para monitoramento dos poluentes.<br />
36
Quadro 4: Informações dos amostradores para cada poluente.<br />
Poluente Filtro Solução absorvedora<br />
NO2<br />
SO2<br />
O3<br />
Filtro <strong>de</strong> celulose<br />
(Whatman 40)<br />
Filtro <strong>de</strong> celulose<br />
(Whatman 40)<br />
Filtro <strong>de</strong> papel <strong>de</strong> fibra <strong>de</strong><br />
vidro (GF 50/A)<br />
2.2.4 Monitoramento da qualida<strong>de</strong> do ar<br />
KI 5,0 x 10 -1 mol L -1 + KOH 2,0 x 10 -1 mol L -1 em<br />
metanol.<br />
Na2CO3 1,0 x 10 -2 mol L -1 em água.<br />
Amassar 5,0 g <strong>de</strong> amido em 20 mL <strong>de</strong> água <strong>de</strong>stilada e<br />
<strong>de</strong>spejar em 50 mL <strong>de</strong> água <strong>de</strong>stilada em fervura,<br />
fervendo por cinco minutos. Descansar a solução por<br />
24h e dissolver 1,0 g <strong>de</strong> carbonato <strong>de</strong> potássio e após<br />
10,0 g <strong>de</strong> io<strong>de</strong>to <strong>de</strong> potássio, dilui-se para 100 mL.<br />
Os amostradores foram instalados nos pontos indicados por um período <strong>de</strong> 5 dias,<br />
sendo instalados a no mínimo 2 m do chão. Após o período <strong>de</strong> exposição os filtros foram<br />
retirados e encaminhados ao laboratório <strong>de</strong> ensino da UPF, on<strong>de</strong> foram enrolados em papel<br />
alumínio e conservados refrigerados até o momento da realização da análise <strong>de</strong> concentração<br />
<strong>de</strong> poluentes.<br />
2.2.4.1 Análise do NO2<br />
O método utilizado para análise do NO2 é o Griess-Saltzman (SALTZMAN, 1954)<br />
modificado, que se baseia na espectrofotometria molecular UV/VIS.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
37
2.2.4.1.1 Soluções Necessárias<br />
As soluções necessárias para a execução do método foram:<br />
a) Solução estoque: 0,0203 g <strong>de</strong> nitrito <strong>de</strong> sódio diluídos em água <strong>de</strong>stilada.<br />
b) Solução reagente: 5,0 g <strong>de</strong> sulfanilamida dissolvida em aproximadamente 800 ml <strong>de</strong> água<br />
<strong>de</strong>stilada contendo 9,2 mL <strong>de</strong> ácido fosfórico (85%). Após dissolução, adiciona-se 0,05 g<br />
<strong>de</strong> NEDA (N-(1-naftil-etilenodiamina) e dilui-se para 1L (BUCCO, 2010).<br />
2.2.4.1.2 Curva padrão<br />
A curva padrão foi construída a partir da solução estoque on<strong>de</strong> foram adicionadas as<br />
quantida<strong>de</strong>s apresentadas na Tabela 1 em balões <strong>de</strong> 25 mL, após estes eram avolumados até a<br />
marca do balão com a solução reagente e passados 15 minutos era lido a absorbância em<br />
espectrofotômetro sob comprimento <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> 540 nm.<br />
Tabela 1: Construção da curva padrão <strong>de</strong> NO2.<br />
Quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> solução (mL) Concentração final <strong>de</strong> NO2 obtida (mg/L)<br />
0 0<br />
0,4 0,216<br />
0,8 0,432<br />
1,2 0,648<br />
1,6 0,864<br />
2,0 1,08<br />
2,4 1,296<br />
2,8 1,512<br />
3,2 1,728<br />
3,6 1,944<br />
4 2,16<br />
38
2.2.4.1.3 Concentração <strong>de</strong> NO2 presente nos filtros<br />
Após o período <strong>de</strong> exposição, cada filtro foi transferido para um microtubo e então se<br />
adicionou 1,5 mL da solução reagente. Após 15 min a absorbância foi lida em<br />
espectrofotômetro no comprimento <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> 540 nm.<br />
2.2.4.2 Análise SO2<br />
O método utilizado para análise <strong>de</strong> SO2 foi o proposto por Rossete et al. (2010).<br />
2.2.4.2.1 Soluções Necessárias<br />
As soluções necessárias para a execução do método foram:<br />
a) Solução estoque <strong>de</strong> 500 mg L -1 <strong>de</strong> S: prepara-se dissolvendo-se 1,03 g <strong>de</strong> (NH4)2SO4 em<br />
aproximadamente 50 mL <strong>de</strong> água. Após a dissolução, transfere-se para um balão<br />
volumétrico <strong>de</strong> 500 mL e completa-se o volume com água <strong>de</strong>sionizada.<br />
b) Solução <strong>de</strong> ácido clorídrico 6 mol.L -1 contendo 20 mg L -1 <strong>de</strong> S: prepara-se dissolvendo<br />
497,5 mL <strong>de</strong> HCl p.a em aproximadamente 300 mL <strong>de</strong> água e, na sequência, dissolve-se<br />
108,9 mg <strong>de</strong> K2SO4. Após a dissolução, transfere-se para um balão volumétrico <strong>de</strong> 1000<br />
mL e completa-se o volume com água <strong>de</strong>ionizada.<br />
c) Solução <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> cálcio 0,15% (m/v): prepara-se dissolvendo 1,5 g <strong>de</strong> CaCl2 em<br />
aproximadamente 500 mL <strong>de</strong> água e, na sequência, transfere-se para um balão<br />
volumétrico <strong>de</strong> 1000 mL e completa-se o volume com água <strong>de</strong>sionizada.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
39
2.2.4.2.2 Curva padrão<br />
A curva padrão foi construída a partir da solução estoque <strong>de</strong> 500 mg/L, em que<br />
alíquotas <strong>de</strong> 0,45 mL da solução diluída para as concentrações 20, 15, 10, 5 e 0 mg/L foram<br />
submetidas a todo o processo <strong>de</strong> análise apresentado no item 4.4.2.3, obtendo-se a partir da<br />
leitura no espectrofotômetro a curva padrão.<br />
2.2.4.2.3 Concentração <strong>de</strong> SO2 presente nos filtros<br />
Inicialmente o S-orgânico presente na amostra foi oxidado a sulfato por combustão<br />
térmica, fazendo-se uso <strong>de</strong> uma mistura contendo 2,0 g <strong>de</strong> NaHCO3 e 0,2 g <strong>de</strong> Ag2O.<br />
As amostras contendo 45 mg, foram adicionadas e homogeneizadas em cadinhos (4,5<br />
cm <strong>de</strong> diâmetro) <strong>de</strong> porcelana sobre a mistura <strong>de</strong> prata (NaHCO3/Ag2O). Após<br />
homogeneização das amostras realizou-se a combustão a 550 ºC em forno mufla por 8 h,<br />
utilizando-se como solução <strong>de</strong> solubilização CaCl2 0,15% (m/v).<br />
Ao final da combustão e após o resfriamento das amostras à temperatura ambiente,<br />
efetuou-se a solubilização do sulfato nas cinzas com 30 mL <strong>de</strong> solução <strong>de</strong> solubilização e 1 g<br />
<strong>de</strong> carvão ativado, em frasco <strong>de</strong> vidro. Esse procedimento é realizado com agitação por 15<br />
min a 190 rpm. Ao final do período <strong>de</strong> agitação adiciona-se mais 20 mL <strong>de</strong> solução <strong>de</strong><br />
solubilização com a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> transferir o conteúdo da amostra para o sistema <strong>de</strong><br />
filtragem. Nesta etapa são empregados filtros <strong>de</strong> éster <strong>de</strong> celulose <strong>de</strong> 45 mm <strong>de</strong> diâmetro e<br />
malha 0,45 μm.<br />
No filtrado é realizada a quantificação do S-SO4 2- utilizando-se uma alíquota <strong>de</strong> 10 mL<br />
do extrato, à qual se adiciona 1 mL <strong>de</strong> solução 6,0 mg L-1 <strong>de</strong> HCl contendo 20 mg L-1 <strong>de</strong> S, para<br />
favorecer o processo <strong>de</strong> nucleação e melhorar a sensibilida<strong>de</strong> analítica.<br />
Após 30 s, acrescentam-se 500 mg <strong>de</strong> BaCl2.2H2O e <strong>de</strong>ixa-se em repouso por 1 min;<br />
na sequência, é realizada a dissolução dos cristais BaCl2.2H2O, com agitação, transferindo-se<br />
a solução para a cubeta do espectrofotômetro e realiza-se a leitura em 420 nm, em tempo<br />
máximo <strong>de</strong> 8 min após a adição <strong>de</strong> BaCl2.2H2O.<br />
40
2.2.4.3 Análise O3<br />
Este método foi utilizado por Bucco (2010) e baseia-se em espectrofotometria.<br />
2.2.4.3.1 Soluções Necessárias<br />
As soluções foram armazenadas em vidro âmbar e em refrigeração (4° C), po<strong>de</strong>ndo ser<br />
estocadas por até um mês nestas condições. As soluções <strong>de</strong>vem ser utilizadas em temperatura<br />
ambiente e são as seguintes:<br />
a) Solução estoque O3: Dissolve-se 6,4 g <strong>de</strong> io<strong>de</strong>to <strong>de</strong> potássio e 1.2692 g <strong>de</strong> iodo até 1000<br />
mL. É recomendado misturar os reagentes com uma pequena quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água e diluí-<br />
los e então diluir a solução para 1000 mL. Deve-se esperar um dia antes <strong>de</strong> usar. 1 mL<br />
<strong>de</strong>ssa solução equivale a 240 µg <strong>de</strong> ozônio (SHECHTER, 1973).<br />
b) Solução absorvedora <strong>de</strong> O3: Deve-se amassar 5,0 g <strong>de</strong> amido em 20 mL <strong>de</strong> água <strong>de</strong>stilada<br />
e <strong>de</strong>spejar em 50 mL <strong>de</strong> água <strong>de</strong>stilada em fervura, fervendo por cinco minutos. A solução<br />
<strong>de</strong>scansa por 24h e à esta mistura dissolveu-se 1,0 g <strong>de</strong> carbonato <strong>de</strong> potássio e após 10,0<br />
g <strong>de</strong> io<strong>de</strong>to <strong>de</strong> potássio, diluindo-se para 100 mL.<br />
c) Solução reagente O3: Dissolvem-se 10,0 g <strong>de</strong> io<strong>de</strong>to <strong>de</strong> potássio em aproximadamente 500<br />
ml <strong>de</strong> água <strong>de</strong>stilada e dilui-se para 1 L.<br />
2.2.4.3.2 Curva padrão<br />
A curva padrão foi obtida a partir da solução estoque O3. Alíquotas com as suas<br />
concentrações correspon<strong>de</strong>ntes apresentadas na Tabela 2 foram transferidas para um<br />
erlenmeyer, on<strong>de</strong> então se adiciona 25 mL da solução reagente O3. Imediatamente após <strong>de</strong>ve<br />
ser lida a absorbância em espectrofotômetro no comprimento <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> 366 nm.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
41
d) D é o coeficiente <strong>de</strong> difusão (m 2 h -1 );<br />
e) A é a área da seção transversal do percurso <strong>de</strong> difusão (m 2 );<br />
f) t é o tempo <strong>de</strong> amostragem (h).<br />
A massa total coletada (m) é obtida pelos métodos <strong>de</strong> análise apresentados<br />
anteriormente, porém é necessário observar que os resultados obtidos foram em mg/L. Para<br />
que possa se chegar a unida<strong>de</strong> unicamente <strong>de</strong> massa, necessária para fórmula, é necessário<br />
realizar a divisão do resultado pela quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> extrato utilizada na análise. No caso do NO2<br />
esse valor é 0,005 L, SO2 é 0,011 L e O3 é 0,025 L. Após efetuada a divisão obteve-se apenas<br />
a massa em mg, transformando-se então para µg e sendo possível a aplicação na equação.<br />
Os coeficientes <strong>de</strong> difusão (D) po<strong>de</strong>m ser obtidos na literatura. Massaman (1998) trás<br />
coeficientes difusivos recomendados para os três poluentes em ar, sendo os valores estão<br />
apresentados na Tabela 3.<br />
Tabela 3: Coeficientes <strong>de</strong> difusivida<strong>de</strong> por Massaman (1998).<br />
Gás Coeficiente <strong>de</strong> difusivida<strong>de</strong> (m²/h)<br />
SO2<br />
O3<br />
NO2<br />
2.2.5 Análise <strong>de</strong> custo<br />
0,3025<br />
0,3999<br />
0,3769<br />
Para realizar a análise <strong>de</strong> custo foram levantados os preços dos materiais e reagentes<br />
utilizados juntamente ao setor <strong>de</strong> compras da UPF ou lojas da região. O cálculo do custo<br />
consi<strong>de</strong>ra os materiais e reagentes necessários para construção <strong>de</strong> um amostrador e sua<br />
análise, sendo que foi efetuado o cálculo para o amostrador <strong>de</strong> cada um dos diferentes<br />
poluentes. Dessa forma não foi consi<strong>de</strong>rado o custo <strong>de</strong> equipamentos ou mesmo estrutura<br />
física, sendo esta análise voltada para o uso do amostrador em ambiente acadêmico.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
43
2.2.6 Materiais e equipamentos<br />
O Quadro 5 apresenta os materiais, equipamentos e reagentes que foram utilizados<br />
para o <strong>de</strong>senvolvimento do trabalho.<br />
Quadro 5: Equipamentos, materiais e reagentes utilizados no <strong>de</strong>senvolvimento do trabalho.<br />
Tipo Descrição<br />
Equipamentos<br />
Materiais<br />
Reagentes<br />
Mufla<br />
Espectrofotometro<br />
Filtro <strong>de</strong> celulose (Whatman 40)<br />
Estruturas dos amostradores<br />
Membrana <strong>de</strong> Teflon (Millipore, PTFE, 0,5 µm <strong>de</strong> poro, 25 mm <strong>de</strong><br />
diâmetro, hidrofóbica e lisa)<br />
Filtro <strong>de</strong> papel <strong>de</strong> fibra <strong>de</strong> vidro (GF 50/A)<br />
Tela <strong>de</strong> aço inox<br />
Hidróxido <strong>de</strong> potássio<br />
Carbonato <strong>de</strong> sódio<br />
Ácido Fosfórico (85%)<br />
Ácido clorídrico<br />
Cloreto <strong>de</strong> cálcio<br />
Bicarbonato <strong>de</strong> sódio<br />
Bário di-hidratado<br />
Carvão ativado<br />
Amido<br />
Metanol<br />
Carbonato <strong>de</strong> potássio<br />
Io<strong>de</strong>to <strong>de</strong> potássio<br />
Sulfanilamida<br />
NEDA (N(-1-naftil-etilenodiamina)<br />
Sulfato <strong>de</strong> potássio<br />
Óxido <strong>de</strong> prata<br />
Sulfato <strong>de</strong> amônia<br />
44
2.3 Resultados e Discussões<br />
A Figura 6 apresenta o amostrador <strong>de</strong>senvolvido e a Figura 7 os amostradores<br />
instalados nos pontos observados.<br />
Figura 7: Foto do amostrador passivo.<br />
Figura 8: Amostradores instalados nos pontos monitorados.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
45
2.3.1 Resultados obtidos com os amostradores passivos<br />
Os resultados obtidos serão analisados <strong>de</strong> uma forma qualitativa, uma vez que não são<br />
conhecidas as reais concentrações <strong>de</strong> emissão <strong>de</strong> poluentes nesses pontos e não foi possível<br />
calibrar os amostradores em uma fonte conhecida.<br />
2.3.1.1 Amostradores <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> nitrogênio (NO2)<br />
A Figura 8 apresenta os dados obtidos pelos amostrador <strong>de</strong> NO2. A partir da figura é<br />
possível observar uma semelhança entre os resultados ao longo dos meses. O ponto<br />
Estacionamento aparece apenas em outubro, pois este foi o único mês em que foi monitorado,<br />
já o ponto Branco não apresenta resultados neste mesmo mês, pois os amostradores foram<br />
encontrados caídos no dia <strong>de</strong> retirada, sendo, portanto <strong>de</strong>sconsi<strong>de</strong>rados os seus resultados.<br />
Figura 9: Monitoramento <strong>de</strong> NO2.<br />
Pela análise dos resultados da figura 8, verifica-se que as concentrações obtidas pelos<br />
amostradores instalados próximos ao gerador nos quatro meses <strong>de</strong> monitoramento foram as<br />
46
mais elevadas. Isso po<strong>de</strong> ser justificado pelo gerador representar uma fonte <strong>de</strong> emissão que<br />
ocorre diariamente, é fixa e apresenta seu sistema <strong>de</strong> exaustão voltado para a horizontal e em<br />
uma altura não superior a 4 m, sendo o seu monitoramento mais fácil e as concentrações<br />
emitidas constantes. Dessa forma, este é o ponto on<strong>de</strong> foi <strong>de</strong>tectada maior emissão <strong>de</strong> NO2,<br />
<strong>de</strong>vido à queima <strong>de</strong> óleo diesel que é efetuada, tendo os seus gases eliminados pelo sistema <strong>de</strong><br />
exaustão sem passar por nenhum tratamento prévio.<br />
Observando-se os quatro meses, o segundo ponto que apresentou concentrações<br />
elevadas mais constantes foi o pórtico, <strong>de</strong>vido ao número <strong>de</strong> veículos que circula diariamente<br />
na UPF. Mesmo se tratando <strong>de</strong> uma fonte móvel foram captados índices significativos <strong>de</strong><br />
NO2. Isso se justifica pelo número <strong>de</strong> veículos que circulam na universida<strong>de</strong>, sendo em média<br />
5 mil carros, 300 coletivos urbanos e 230 ônibus intermunicipais e vans (UPF, 2012).<br />
O amostrador próximo ao boiler <strong>de</strong> aquecimento das piscinas (ponto chamado <strong>de</strong><br />
cal<strong>de</strong>ira) foi o terceiro a apresentar concentrações maiores. Neste local a fonte <strong>de</strong> emissão<br />
também é a queima <strong>de</strong> óleo diesel, porém sua chaminé está com um posicionamento vertical e<br />
superior a 5 m, diferentemente do gerador que possui um sistema <strong>de</strong> exaustão na horizontal e<br />
a não mais que 4 m do chão, fazendo com que a pluma esteja mais distante da superfície e<br />
sofra maior dispersão até atingir o local on<strong>de</strong> está o amostrador.<br />
O amostrador localizado no exaustor <strong>de</strong> saída da capela não chegou a atingir 1 µg/m³<br />
<strong>de</strong> NO2 em nenhum dos meses, apresentando concentrações baixíssimas. O ponto <strong>de</strong>nominado<br />
branco, que seria um local on<strong>de</strong> nenhuma fonte <strong>de</strong> emissão antrópica estaria próxima,<br />
apresentou nos meses <strong>de</strong> julho e setembro e outubro as concentrações mais baixas, sendo que<br />
no mês <strong>de</strong> agosto o amostrador próximo ao boiler apresentou uma concentração inferior,<br />
po<strong>de</strong>ndo este fato ser caracterizado como um erro, especialmente se for consi<strong>de</strong>rado que as<br />
concentrações neste ponto foram mais elevadas nos outros meses.<br />
Os dados pluviométricos do período <strong>de</strong> exposição em cada um dos meses também<br />
foram coletados com o objetivo <strong>de</strong> verificar a influencia <strong>de</strong>sse fator nas concentrações dos<br />
gases. Po<strong>de</strong>-se concluir que esta não foi tão significativa, uma vez que no mês <strong>de</strong> setembro<br />
que ocorreram mais chuvas durante o período <strong>de</strong> exposição, apenas alguns pontos tiveram<br />
suas concentrações ligeiramente reduzidas (gerador e pórtico), enquanto outros elevaram-se<br />
(cal<strong>de</strong>ira, capela e branco). Pelo gran<strong>de</strong> volume <strong>de</strong> chuvas que ocorreu era esperado uma<br />
redução significativa e igual em todos os pontos.<br />
Os padrões <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> do ar são apresentados na Resolução CONAMA 003/90<br />
(BRASIL, 1990), que apresenta padrões primários, que correspon<strong>de</strong>m às concentrações<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
47
máximas que um poluente po<strong>de</strong> ser encontrado na atmosfera, e os padrões secundários, que<br />
apresentam as concentrações que trazem mínimo efeito adverso a população. Desta forma, o<br />
i<strong>de</strong>al é que os poluentes encontrem-se abaixo do padrão secundário para que se tenha um<br />
ambiente saudável e favorável, portanto inicialmente os valores obtidos serão confrontados<br />
com este padrão.<br />
Tratando-se do dióxido <strong>de</strong> nitrogênio, a máxima concentração obtida consi<strong>de</strong>rando as<br />
variações <strong>de</strong> local e período, foi <strong>de</strong> 3,10 µg/m³ no ponto gerador no mês <strong>de</strong> agosto, valor<br />
extremamente abaixo do trazido pela legislação como o que não <strong>de</strong>ve ser excedido mais <strong>de</strong><br />
uma vez ao ano, que é <strong>de</strong> 190 µg/m³. Se observarmos a média aritmética anual, que é <strong>de</strong> 100<br />
µg/m³, também se encontra em uma situação confortável.<br />
2.3.1.2 Amostradores <strong>de</strong> ozônio (O3)<br />
Na Figura 9 estão apresentados os resultados obtidos para o monitoramento <strong>de</strong> O3.<br />
Po<strong>de</strong>-se notar uma forte semelhança nos resultados obtidos para os meses <strong>de</strong> agosto e<br />
setembro, on<strong>de</strong> o ponto <strong>de</strong> maior concentração é o mesmo, assim como os seguintes. Já no<br />
mês <strong>de</strong> outubro os resultados foram diferentes e elevaram-se.<br />
48
Figura 10: Monitoramento <strong>de</strong> O3.<br />
Fazendo-se uma análise global dos resultados obtidos nos três meses, pela Figura 9, o<br />
amostrador próximo ao gerador foi o que captou uma maior concentração <strong>de</strong> ozônio. O mês<br />
<strong>de</strong> outubro apresentou um baixo resultado, mas isso po<strong>de</strong> se justificar pela membrana <strong>de</strong><br />
Teflon ter se <strong>de</strong>slocado durante o período <strong>de</strong> exposição. Quando o amostrador foi aberto para<br />
análise ela estava colada no filtro, <strong>de</strong>ssa forma o amostrador não po<strong>de</strong> exercer sua função<br />
a<strong>de</strong>quadamente.<br />
O amostrador próximo à saída <strong>de</strong> exaustão da capela foi o que apresentou os<br />
resultados maiores <strong>de</strong>pois do ponto do gerador e estes mostraram constância. Analisando<br />
novamente os três meses, os amostradores do pórtico é o terceiros com maiores<br />
concentrações.<br />
Os resultados obtidos no ponto <strong>de</strong>nominado Cal<strong>de</strong>ira foram próximos nos dois<br />
primeiros meses, mas extremamente elevados no mês <strong>de</strong> outubro. Seus resultados nos<br />
primeiros meses (agosto e setembro) foram inferiores até mesmo ao ponto <strong>de</strong>nominado<br />
Branco, que <strong>de</strong>veria ser o <strong>de</strong> concentrações mais baixas.<br />
O ponto estacionamento foi monitorado apenas no mês <strong>de</strong> outubro e apresentou uma<br />
concentração alta <strong>de</strong> O3, se comparado com os <strong>de</strong>mais pontos em todo o monitoramento. A<br />
fonte <strong>de</strong> poluição neste local é queima <strong>de</strong> combustível fóssil pelos ônibus, o que po<strong>de</strong> ser um<br />
indutor <strong>de</strong> formação <strong>de</strong>sse tipo <strong>de</strong> poluente secundário, <strong>de</strong>vido à emissões com <strong>de</strong> COVs e<br />
NOx.<br />
O ozônio é um poluente secundário e sua formação <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> da presença <strong>de</strong> compostos<br />
NOx e COVs. As concentrações <strong>de</strong> COVs não foram monitoradas, porém o composto NO2<br />
sim, <strong>de</strong>ssa forma é esperado que os pontos com maior concentração <strong>de</strong> ozônio sejam<br />
condizentes com o <strong>de</strong> maior concentração <strong>de</strong> NO2.<br />
Esta premissa apresenta-se verda<strong>de</strong>ira, ao se consi<strong>de</strong>rar que o gerador para ambos os<br />
poluentes foi o ponto <strong>de</strong> maior concentração e o pórtico o segundo com maior concentração<br />
<strong>de</strong> NO2 e o terceiro com maior concentração <strong>de</strong> ozônio. Em trabalho realizado por Watson et<br />
al. (2001), os gases <strong>de</strong> exaustão <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> queima <strong>de</strong> diesel (caso do gerador <strong>de</strong> energia<br />
da UPF e alguns veículos) e os gases <strong>de</strong> exaustão da queima <strong>de</strong> gasolina ( caso dos veículos),<br />
apresentaram-se como as principais fontes dos mais diversos tipos <strong>de</strong> Compostos Orgânicos<br />
Voláteis. Dessa forma, po<strong>de</strong>-se presumir que ambos os ambientes possuíam COVs e a<br />
presença <strong>de</strong> NO2 foi constatada, tornando-se ambientes favoráveis para a formação <strong>de</strong> ozônio.<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
49
Porém o segundo ponto <strong>de</strong> maior concentração <strong>de</strong> ozônio foi a saída da capela <strong>de</strong><br />
exaustão, ponto que apresentou concentrações baixas <strong>de</strong> NO2. Deve-se lembrar que todos os<br />
compostos NOx (NO, NO2, NO3, NO5) po<strong>de</strong>m formar ozônio, não apenas o NO2. Além disso,<br />
muitos dos compostos orgânicos voláteis são reagentes utilizados em laboratório e que <strong>de</strong>vem<br />
ser administrados em capelas justamente pela sua volatilida<strong>de</strong>. Esses dois fatores combinados<br />
são possíveis explicações para as concentrações mais elevadas <strong>de</strong> ozônio.<br />
Quanto à precipitação po<strong>de</strong>-se supor uma ligeira influencia da mesma nas<br />
concentrações <strong>de</strong> ozônio. No mês <strong>de</strong> agosto não houve chuvas durante o período <strong>de</strong><br />
exposição, enquanto no mês <strong>de</strong> setembro choveram 98 mm durante o período <strong>de</strong> exposição.<br />
Nota-se que as concentrações <strong>de</strong> todos os pontos reduziram-se, po<strong>de</strong>ndo isso significar que<br />
com a chuva o poluente acabou sofrendo <strong>de</strong>posição úmida, reduzindo suas concentrações<br />
atmosféricas. Porém seriam necessários mais meses <strong>de</strong> monitoramento para que fosse possível<br />
afirmar com certeza.<br />
Comparando os resultados obtidos com a legislação brasileira, quando observa-se o<br />
ozônio, a máxima concentração obtida foi <strong>de</strong> 4,80 µg/m³ no ponto gerador no mês <strong>de</strong> agosto.<br />
Ambos os padrões primário e secundário apresentam apenas a concentração que não <strong>de</strong>ve ser<br />
excedida nenhuma vez ao ano, sendo esta <strong>de</strong> mesmo valor: 160 µg/m³. Dessa forma, para o<br />
poluente ozônio os valores obtidos também estão bem abaixo dos limites estabelecidos pela<br />
legislação.<br />
2.3.1.3 Amostradores <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> enxofre (SO2)<br />
A Figura 10 apresenta os resultados obtidos para o poluente SO2. Po<strong>de</strong>-se observar que<br />
o ponto Branco apresentou as menores concentrações nos dois meses que foi possível ser<br />
analisado e as concentrações obtidas no ponto do gerador nos dois primeiros meses foram<br />
semelhantes. O ponto Cal<strong>de</strong>ira não apresenta resultados no mês <strong>de</strong> agosto, pois o amostrador<br />
não foi encontrado no dia <strong>de</strong> sua retirada.<br />
50
Figura 11: Monitoramento <strong>de</strong> SO2.<br />
Para os resultados <strong>de</strong> SO2, nenhuma afirmação é condizente com os três meses <strong>de</strong><br />
monitoramento. Em alguns casos dois meses apresentaram resultados semelhantes, mas um<br />
terceiro mês apresenta resultado discrepante ou não foi possível efetuar a análise por<br />
problemas com o amostrador. Também não é possível perceber uma influencia direta da<br />
precipitação nos resultados.<br />
Os resultados acabaram indicando que a metodologia empregada para a análise da<br />
concentração <strong>de</strong> poluente no filtro talvez não tenha sido a mais a<strong>de</strong>quada, especialmente se<br />
for consi<strong>de</strong>rado que tratar-se <strong>de</strong> uma adaptação. Na literatura são raros os métodos <strong>de</strong> análise<br />
para esse fim (monitoramento do ar) que sejam baseados na espectrofotometria molecular, na<br />
sua gran<strong>de</strong> maioria os trabalhos utilizam a cromatografia iônica (AYERS et al, 1998; ZOU et<br />
al, 2007; CAMPOS et al, 2010). Devido a indisponibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> recursos para utilizar esta<br />
metodologia, adaptou-se uma metodologia utilizada para material foliar, a qual não se<br />
mostrou muito precisa.<br />
Os padrões <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> estabelecidos pela legislação para o dióxido <strong>de</strong> enxofre são <strong>de</strong><br />
que a concentração que não <strong>de</strong>ve ser excedida mais <strong>de</strong> uma vez ao ano e o padrão secundário<br />
correspon<strong>de</strong>m a 100 µg/m³ e o padrão primário é <strong>de</strong> 365 µg/m³. A média aritmética anual do<br />
padrão secundário é <strong>de</strong> 40 µg/m³ e a do padrão primário é 80 µg/m³. Os resultados obtidos<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
51
foram elevados se comparados com a média aritmética anual, não estando acima do padrão<br />
primário apenas o ponto branco no mês <strong>de</strong> setembro.<br />
Devido aos resultados baixos obtidos para o ozônio e dióxido <strong>de</strong> nitrogênio, não é<br />
sensato afirmar que as concentrações na atmosfera <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong> enxofre realmente chegaram<br />
a ser tão elevadas. Mesmo por que se as concentrações houvessem realmente chegado a<br />
valores tão elevados, casos <strong>de</strong> intoxicação seriam registrados. Além disso, o limite <strong>de</strong><br />
percepção <strong>de</strong> odor do dióxido <strong>de</strong> enxofre é <strong>de</strong> 1.200 µg/m³ (MILLER, 1975), no mês <strong>de</strong><br />
agosto no pórtico <strong>de</strong> entrada a concentração amostrada foi <strong>de</strong> 1.306,09 µg/m³, <strong>de</strong> forma que se<br />
esta fosse a real concentração o odor característico do gás <strong>de</strong> “fósforo queimado” seria notado<br />
no local. Dessa forma, acredita-se na existência <strong>de</strong> erro na metodologia <strong>de</strong> análise. Sugere-se<br />
que este seja revisto em trabalhos futuros. Caso não seja possível utilizar a cromatografia<br />
iônica como metodologia <strong>de</strong> análise, sugere-se que outro poluente seja monitorado, como o<br />
H2S, que po<strong>de</strong> utilizar da espectrofotometria molecular.<br />
A ausência <strong>de</strong> calibração dos amostradores permite apenas uma análise qualitativa, não<br />
sendo possível uma analise quantitativa. Levando em conta esse aspecto, <strong>de</strong>vido os resultados<br />
obtidos para NO2 e O3 terem se encontrado muito abaixo dos limites estabelecidos pela<br />
legislação, po<strong>de</strong>-se afirmar que a qualida<strong>de</strong> do ar na <strong>Universida<strong>de</strong></strong> <strong>de</strong> <strong>Passo</strong> <strong>Fundo</strong> encontra-se<br />
em bom estado ao ser consi<strong>de</strong>rado estes poluentes. Vale lembrar que em estudo utilizando o<br />
mesmo amostrador passivo, obteve-se uma precisão <strong>de</strong> 10-19% (CAMPOS et al., 2010),<br />
consi<strong>de</strong>rando essa faixa, os resultados obtidos estariam <strong>de</strong>ntro dos limites da legislação,<br />
exceto para o SO2.<br />
2.3.2 Comparação dos resultados com os obtidos por outros autores<br />
O Quadro 6 apresenta a faixa <strong>de</strong> concentração dos poluentes obtidas para este trabalho<br />
e em outros trabalhos já realizados. Cabe salientar que todos os trabalhos constituíram em<br />
monitoramento do ar em áreas urbanas usando amostradores passivos e tiveram suas<br />
especificida<strong>de</strong>s em métodos <strong>de</strong> análise e período <strong>de</strong> exposição.<br />
52
Quadro 6: Resultados obtidos por diversos autores com amostradores passivos.<br />
Autor NO2 (µg/m³) O3 (µg/m³) SO2 (µg/m³)<br />
<strong>VIEIRA</strong>, 2012 0,11 a 3,10 0,66 a 4,80 20,60 a 1306,09<br />
CAMPOS et al, 2010 3,60 a 12 17 a 37 1,8 a 11<br />
BUCCO, 2010 18, 99 a 56,12 NOR NAT<br />
AYERS et al, 1998 8 a 24 NAT 0,2 a 12<br />
PERKAUSKAS e<br />
MIKELINSKIENE, 1998<br />
9 a 80 NAT 7 a 25<br />
NOR – Não obteve resultados satisfatórios; NAT – Não foi analisado no trabalho.<br />
Po<strong>de</strong>-se perceber que resultados tão elevados <strong>de</strong> concentração para o SO2 foram<br />
somente obtidos neste trabalho, sendo que nos <strong>de</strong>mais este foi o poluente com menor<br />
concentração <strong>de</strong>ntre os avaliados. Já para os <strong>de</strong>mais poluentes os resultados foram menores do<br />
que os encontrados na literatura. É necessário consi<strong>de</strong>rar que os outros trabalhos foram<br />
realizados em áreas urbanas <strong>de</strong> centro, não como o caso da UPF que apesar <strong>de</strong> ser uma área<br />
urbana é bem arborizada e possui bastante incidência <strong>de</strong> ventos, po<strong>de</strong>ndo este fator justificar<br />
as baixas concentrações obtidas para NO2 e O3.<br />
No trabalho realizado por Campos et al. (2010), os resultados obtidos para o ozônio<br />
também foram mais elevados do que os obtidos para o dióxido <strong>de</strong> nitrogênio. A pesquisa foi<br />
realizada no Brasil, em Salvador e Curitiba e os resultados obtidos também apresentaram-se<br />
muito abaixo dos limites estabelecidos pela legislação brasileira. Os resultados entre ambas as<br />
cida<strong>de</strong>s foram similares, sendo que Salvador por ser uma região com maior incidência <strong>de</strong><br />
ventos acabou por apresentar resultados mínimos inferiores a Curitiba. No trabalho também é<br />
mencionado o favorecimento da cida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Salvador por se localizar em uma região ventosa,<br />
ajudando na dispersão dos poluentes.<br />
Perkauskas e Mikelinskiene (1998) conduziram sua pesquisa com amostradores<br />
passivos na Lituânia e constataram que a principal fonte <strong>de</strong> NO2 é a poluição veicular. O<br />
presente trabalho também concluiu que na UPF a segunda maior fonte <strong>de</strong> poluição <strong>de</strong>ste<br />
poluente trata-se dos veículos que circulam na universida<strong>de</strong>. Além disso, <strong>de</strong> uma forma geral<br />
foi possível perceber que a queima <strong>de</strong> combustíveis fósseis é a principal fonte <strong>de</strong> dióxido <strong>de</strong><br />
nitrogênio.<br />
Todos os trabalhos foram conduzidos por longos períodos <strong>de</strong> tempo (superiores a um<br />
ano) e os resultados foram comparados com estações <strong>de</strong> monitoramento ativas, sendo esta a<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
53
forma <strong>de</strong> calibração utilizada. Exceto para o amostrador <strong>de</strong> ozônio do trabalho <strong>de</strong> Bucco<br />
(2010), todos obtiveram resultados satisfatórios e seus amostradores pu<strong>de</strong>ram ser<br />
consi<strong>de</strong>rados quantitativos. Consi<strong>de</strong>rando o exposto, apesar <strong>de</strong> não ter sido realizada a<br />
calibração com o intuito <strong>de</strong> confirmar os resultados, o seu potencial <strong>de</strong> representar a realida<strong>de</strong><br />
não po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>scartado.<br />
2.3.3 Análise <strong>de</strong> custo<br />
Para os três amostradores o custo do corpo do amostrador, membrana <strong>de</strong> Teflon e Tela<br />
<strong>de</strong> aço inox foi <strong>de</strong> R$ 8,65, configurando-se este o gasto em comum para as três tipologias,<br />
sendo que cada uma possui seus reagentes específicos. A Tabela 4 apresenta o custo total dos<br />
materiais e reagentes utilizados na confecção do amostrador e método <strong>de</strong> análise. Para a<br />
obtenção do custo do método <strong>de</strong> análise foram somados os valores correspon<strong>de</strong>ntes as<br />
quantida<strong>de</strong>s utilizadas dos reagentes e materiais, na metodologia específica para cada um dos<br />
poluentes.<br />
Tabela 4: Custo dos amostradores – materiais e reagentes.<br />
Tipo <strong>de</strong> amostrador Custo (R$)<br />
Dióxido <strong>de</strong> nitrogênio 18,26<br />
Ozônio 16,09<br />
Dióxido <strong>de</strong> enxofre 19,80<br />
Dessa forma é possível perceber que os amostradores são economicamente viáveis<br />
para a realização <strong>de</strong> monitoramento em âmbito acadêmico. Deve-se ainda consi<strong>de</strong>rar que o<br />
custo do corpo do amostrador esta incluso na tabela, porém este po<strong>de</strong> ser reutilizado inúmeras<br />
vezes.<br />
54
3 CONCLUSÃO<br />
Os amostradores passivos apresentaram-se como uma alternativa <strong>de</strong> fácil aplicabilida<strong>de</strong><br />
para o meio acadêmico no que tange o monitoramento do ar. O trabalho atingiu o objetivo <strong>de</strong><br />
construir amostradores passivos para SO2, NO2 e O3, tendo a estrutura adotada e as<br />
metodologias <strong>de</strong> análise se mostrado <strong>de</strong> baixo custo. Quanto à representativida<strong>de</strong> e<br />
confiabilida<strong>de</strong> dos resultados, po<strong>de</strong>-se perceber que para os poluentes <strong>de</strong> NO2 e O3 foi<br />
possível observar uma constância dos resultados ao longo dos meses, fato que não foi<br />
observado para o poluente SO2. Uma <strong>de</strong>svantagem que po<strong>de</strong> ser percebida no uso <strong>de</strong><br />
amostradores passivos é o tempo <strong>de</strong> resposta, que po<strong>de</strong> levar mais <strong>de</strong> uma semana<br />
Quanto ao monitoramento do ar, os resultados apresentados pelos diferentes pontos<br />
monitorados <strong>de</strong>ntro da universida<strong>de</strong>, foram na sua maioria abaixo dos apresentados pela<br />
legislação, não se caracterizando como algo preocupante. Po<strong>de</strong>-se observar também que o<br />
local on<strong>de</strong> a poluição apresenta-se em maiores concentrações é no gerador <strong>de</strong> energia, sendo<br />
recomendando estudar uma forma <strong>de</strong> tratamento dos gases <strong>de</strong> combustão antes <strong>de</strong> serem<br />
expelidos para atmosfera. O segundo ponto que apresentou concentrações mais significativas<br />
foi o pórtico, que teve como fonte <strong>de</strong> poluição os veículos. Os resultados obtidos entre todos<br />
os pontos para o NO2 variaram entre 0,11 a 3,10 µg/m³, para o O3 entre 0,66 a 4,8 µg/m³ e<br />
para o SO2 entre 20,6 a 1306,09 µg/m³. Comparando-se que outros trabalhos realizados<br />
utilizando o mesmo tipo <strong>de</strong> amostradores, os valores obtidos para NO2 e O3 foram inferiores,<br />
já os <strong>de</strong> SO2 foram <strong>de</strong>masiadamente superiores.<br />
A análise <strong>de</strong> custo não consi<strong>de</strong>rou os custos com estrutura física e equipamentos<br />
laboratoriais, sendo consi<strong>de</strong>rado apenas o custo do amostrador e dos reagentes e materiais<br />
envolvidos na análise. Os valores obtidos para cada amostrador ficaram em torno <strong>de</strong> <strong>de</strong>zoito<br />
reais. Dessa forma, seu uso torna-se viável apenas em locais que possuem laboratórios<br />
disponíveis, caso das universida<strong>de</strong>s.<br />
Como sugestão para trabalhos futuros o método <strong>de</strong> análise do SO 2 <strong>de</strong>ve ser modificado,<br />
utilizando-se i<strong>de</strong>almente metodologia baseada na cromatografia gasosa. Além disso, que os<br />
amostradores sejam instalados em uma estação <strong>de</strong> monitoramento do ar, com o objetivo <strong>de</strong><br />
comparar os resultados. Outra prática que po<strong>de</strong> ser adotada com o intuito <strong>de</strong> validar os<br />
amostradores é que sejam instalados mais amostradores <strong>de</strong> um mesmo poluente, em um<br />
mesmo ponto e momento, para que sejam comparados os resultados entre eles. Mesmo assim,<br />
Uso <strong>de</strong> amostradores passivos para o monitoramento do ar<br />
55
essa alternativa não trás a certeza <strong>de</strong> se a concentração encontrada no ambiente é a mesma<br />
obtida pelo amostrador.<br />
56
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