Medidas de BTEX no ar em áreas urbanas utilizando amostragem passiva

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Santos, D.F. (UFBA) ; Cruz, L.P.S. (UFBA) ; Gomes, I.V.S. (UFBA) ; Mota, E.R. (UFBA)

Resumo

O objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de benzeno, tolueno, etilbenzeno, e os xilenos (o+m+p)-BTEX, na atmosfera da cidade de Salvador- BA, utilizando amostragem passiva, visando o diagnóstico da qualidade do ar com baixo custo. Foram usados amostradores passivos da marca Radiello®, com período de exposição de 14 dias. Os compostos adsorvidos foram extraídos com 1mL de CS2 e determinados utilizando cromatografia a gás com detecção por ionização em chama. As concentrações de BTEX apresentam pouca variação e encontram-se na faixa de 0,83-3,38 μg/m3 para benzeno, 1,70-4,51 μg/m3 para tolueno, 0,50-1,45 μg/m3 para etilbenzeno e 0,96-2,86 μg/m3 para xilenos. Com base nas razões encontradas entre estes compostos pode-se afirmar que estes são emitidos de fontes veiculares.

Palavras chaves

BTEX; Amostragem passiva; Salvador

Introdução

O avanço econômico, aliado ao progresso científico e industrial, está associado à demanda pelo consumo de combustíveis e aumento do número de veículos automotores, levando por consequência, ao aumento dos poluentes atmosféricos. Benzeno, tolueno, etilbenzeno, e os xilenos (o+m+p) - mais conhecidos pela sigla BTEX são predominantemente emitidas pela frota veicular (combustão de combustíveis fósseis e perdas evaporativas) e por processos industriais. Estes compostos apresentam impacto nocivo à saúde humana, pois são tóxicos e no caso do benzeno apresenta potencial carcinogênico (IARC, 1987; WHO, 2000). Além disso, contribuem para a formação de substâncias oxidantes na troposfera, através de reações fotoquímicas com óxidos de nitrogênio. Mesmo sendo reconhecida a ação tóxica de BTEX, a legislação brasileira não estabelece padrões para estes compostos e são escassos os dados de concentrações destes em atmosferas urbanas no Brasil. Amostradores passivos são dispositivos capazes de coletar gases ou vapores atmosféricos a uma taxa controlada por um processo físico, como difusão ou permeação, sem envolver bombeamento artificial (BROWN et al., 1984). Estes dispositivos são simples, de baixo custo e fornecem dados cumulativos de um tempo de exposição (CRUZ; CAMPOS, 2002). Salvador com cerca de 3 milhões de habitantes e uma frota com cerca de 800 mil veículos, possui uma rede de monitoramento da qualidade do ar composta por 7 estações, nas quais os compostos BTEX não são monitorados, sendo apenas determinados os poluentes convencionais através de técnicas de amostragem ativa. Este trabalho visou determinar as concentrações de BTEX na atmosfera da cidade de Salvador, utilizando amostragem passiva, contribuindo para avaliação da qualidade do ar com baixo custo.

Material e métodos

A amostragem foi realizada utilizando amostrador passivo difusivo com as dimensões do modelo comercial Radiello ®, composto por uma malha cilíndrica de aço inoxidável com abertura de 100 mesh e diâmetro de 5,8mm, preenchida com 530 mg de carvão ativado de porosidade 30 – 50 mesh como adsorvente. Estes amostradores foram expostos por 14 dias em 12 diferentes locais na cidade de Salvador-BA. Ao final do período os analitos foram recuperados por meio de dessorção química, com 1 mL de dissulfeto de carbono (CS2). A extração foi realizada em ultrassom com água gelada e com o frasco selado com tampas e septos, para evitar a evaporação dos BTEX ou do CS2. A determinação de BTEX foi realizada utilizando cromatografia a gás com detecção por ionização em chama (FID), com as seguintes condições de análise: cromatógrafo a gás, marca Agilent, modelo 7820, utilizando-se uma coluna HP-5 (5% fenil, 95% dimetilpolissiloxano), da Agilent (30 m de comprimento x 0,32 mm ID x 0,25 μm de espessura do filme), a temperatura inicial foi mantida a 40°C por 3 min, em seguida elevada a 140 °C com taxa de aquecimento de 8 °C/min e, finalmente, elevada a 220°C com taxa de aquecimento de 20°C/min, permanecendo por 4,5 min nesta temperatura. Injetor com divisão de fluxo (split) na razão 1:20, utilizando como gás de arraste hélio a uma vazão de 1,5 mL/min e nitrogênio como gás make-up, com a chegada de ambos ao detector a uma vazão de 30 mL/min, a chama do detector é mantida com ar sintético a 300 mL/min e hidrogênio a 30 mL/min. O volume injetado de amostra é de 2 µL. O software ChemStation foi usado na aquisição e processamento dos dados. A massa do analito foi calculada por interpolação na equação da curva analítica de calibração.

Resultado e discussão

As concentrações de BTEX encontradas em áreas urbanas na cidade de Salvador-BA são mostradas na Figura 1. Observa-se que as maiores concentrações de BTEX foram observadas nos bairros Barros Reis, Pirajá, Av. Paralela e Av. Suburbana, uma vez que estes locais possuem elevado fluxo veicular com constantes congestionamentos e são vias de ligação entre importantes avenidas de Salvador. A legislação ambiental federal brasileira não define padrões para BTEX em ambiente externos. No âmbito internacional, a União Europeia estabelece como padrão anual para benzeno (comprovadamente cancerígeno) o limite de 5µg/m3 (Diretiva UE 2008/50/EC). Neste estudo as amostragens foram realizadas no inverno com período de exposição de 14 dias, e em todos os locais em Salvador os valores de concentração de benzeno encontram-se abaixo deste limite, porém para fornecer informações mais conclusivas sobre este poluente, seria necessário realizar amostragens por períodos mais longos e em diferentes estações do ano. Para confirmar a fonte de emissão de BTEX, utilizou-se a rela¬ção proposta por diferentes autores (KHODER, 2007; MILLER et al.,2010; MILLER et al.,2011) que propuseram que razões menores que 2,7; 1,8 e 0,9 entre os compostos tolueno e benzeno (T/B), (m+p)xileno/benzeno (m+p-x/B) e o-xileno/benzeno (o-x/B), respectivamente são indicativas de fontes veiculares de emissão. Assim, através de dados mostrados na Tabela 1 pode-se afirmar que estes poluentes são emitidos predominantemente pela frota veicular.

Concentração de BTEX, em μg m-3, em áreas urbanas de Salvador em junho de 2014


Razão entre as concentrações de tolueno/benzeno (T/B), m+p-xileno/benzeno (m+p-X/B) e o-xileno/benzeno (o-X/B)Salvador,junho de 2014

Conclusões

Este trabalho foi pioneiro no estudo dos compostos BTEX em Salvador-BA e contribuiu para o fornecimento de dados de concentrações destes compostos na atmosfera desta cidade com baixo custo. Os resultados calculados através das razões entre T/B, m+p-X/B e o-X/B indicam que os níveis de BTEX obtidos são provenientes predominantemente de emissões veiculares. Os valores de benzeno para o período de 14 dias estão abaixo do padrão anual de 5 μg/m3 da legislação europeia, porém para uma avaliação mais completa do risco de exposição da população local é necessário um período mais longo de amostragem.

Agradecimentos

CAPES e FAPESB

Referências

BROWN, R. H.; HARVEY, R. P.; PURNELL, C. J.; SAUNDERS, K. J. A diffusive sampler evaluation protocol. American Industrial Hygiene Association Journal, v. 45, n. 2, p. 67-75, 1984.

CRUZ, L. P. S.; CAMPOS, V. P. Amostragem passiva de poluentes atmosféricos. Aplicação ao SO2. Química Nova, v. 25, n. 3, p. 406-411, 2002.

Directive 2008/50/EC, OJ L 152, 11.06.2008, p. 17.
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KHODER,M.I. Ambient Levels of Volatile Organic Compounds in the Atmosphere of Greater Cairo, Atmos. Environ. 2007, 41, 554–566.

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MILLER,L., XU, X., WHEELER, A. , ATARI, D. O., GRGICAK-MANNION, A., LUGINAAH, I., Spatial Variability Application of Ratios between BTEX in Two Canadian Cities, Sci. World J. 2011, 11, 2536–2549.

WHO – World Health Organization. Air Quality Guidelines for Europe. 2nd ed. Copenhagen: WHO Regional Publications, European Series, No. 91, 2000. Disponível em: http://www.who.dk.