53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Ambiental

TÍTULO: Distribuição de íons e elementos traço no Material Particulado atmosférico fracionado por tamanho em áreas de influência industrial no Recôncavo Baiano, BA/ Brasil.

AUTORES: Peixoto Miranda, J. (UFBA) ; Palmeira Campos, V. (UFBA) ; Costa Bressy, F. (UFBA) ; Andrade Korn, M.G. (UFBA) ; Passos dos Santos Cruz, L. (UFBA)

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi caracterizar o aerossol atmosférico da área de influência do Pólo Industrial de Camaçari - BA e avaliar as interações dos principais íons inorgânicos e elementos traço no material particulado fracionado por tamanho e total em suspensão. As coletas foram realizadas em períodos de 24 horas, utilizando um Impactador em cascata,em cinco estações.Os níveis de concentração encontrados para os íons no material particulado estão na faixa de 1023 a 2164 ng m-3 Cl-, 277 a 477 ng m-3 NO3-, 617 a 918 ng m-3 SO42- e 44,9 a 119 ng m-3 NH4+.Os elementos traço distribuem-se na moda fina das partículas nas estações que recebem influência direta de atividades industriais. Enquanto que, na estação de referência as partículas se distribuem principalmente na fração grossa.

PALAVRAS CHAVES: Aerossol atmosférico; Elementos traço; Recôncavo Baiano

INTRODUÇÃO: O aerossol atmosférico é constituído por gases e partículas sólidas, líquidas e heterogêneas em suspensão que variam de alguns nanômetros a dezenas de micrômetros, compreendendo, o material particulado (MP)[1].Em função do diâmetro, as partículas são incluídas em duas modas: fina (dp<2,0 µm) e grossa(dp>2,0 µm.Esta bimodalidade da distribuição de tamanho das partículas foi confirmada por vários autores, com a moda fina correspondendo principalmente a origem antrópica das fontes e a moda grossa principalmente ao spray marinho ou emissões do solo/crosta terrestre[2,3].Estudos relacionados aos efeitos da poluição na saúde evidenciarem correlações entre a exposição ao material particulado fino com mortes prematuras, doenças mutagênicas e problemas respiratórios, pois é esta a fração que penetra mais facilmente no trato respiratório humano (nível alveolar), onde os mecanismos de expulsão destes poluentes não são eficientes.Já o particulado grosso pode acumular-se nas vias respiratórias superiores, agravando problemas como a asma. O perigo causado pela inalação de partículas depende não só da forma e tamanho das mesmas como também da composição química e do lugar no qual elas foram depositadas no trato respiratório[4,5].No ambiente urbano do Recôncavo Baiano, precursores de material particulado como o SO2 e os óxidos de nitrogênio, são provenientes principalmente de caminhões e ônibus (movidos à diesel) e veículos a álcool e gasolina.Elementos traçadores estão associados com fontes particulares sendo usados como indicadores das mesmas[6,7]. O presente trabalho tem o objetivo de apresentar a distribuição de tamanho de partícula e avaliar as interações dos principais íons inorgânicos e elementos traço em amostras de MP atmosférico no Recôncavo Baiano.

MATERIAL E MÉTODOS: As amostras de material particulado atmosférico foram coletadas em Madre de Deus (MDD), Candeias (CAN), Lamarão do Passé (LAM) e São Francisco do Conde (SFC), municípios sob a influência do Pólo Industrial de Camaçari, e em um local controle, Itacimirim (ITA) com um impactador em cascata tipo Berner de 6 estágios, que possui diâmetros de corte de 0,06, 0,18, 0,55, 1,7, 5,0 e > 14,9 µm[8,9,10]. Após cada coleta,em que o fluxo de ar médio amostrado durante as 24 h era de 1100 L h-1, as amostras eram estocadas em geladeira a 4 °C. A extração dos íons de interesse no MP foi feita em banho de ultrassom (Branson 3510) com 1,5 mL de água ultrapura por 15 min a temperatura ambiente, seguida de centrifugação por 5 min em micro centrífuga (Fanem 212, a 13500 rpm). Os ânions cloreto, nitrato e sulfato, foram determinados por cromatografia iônica, e o íon amônio por espectrofotometria de absorção molecular na região visível utilizando o método azul de indofenol. Como sistemática de controle de qualidade, foi utilizada em todas as análises uma amostra padrão de referência de chuva (RAIN-97 lote 407) contendo todas as espécies analisadas no material particulado. A metodologia para a determinação dos elementos traço envolveu a digestão do filtro amostrado em forno de micro-ondas com cavidade (Millestone) empregando 7,0 mL de ácido nítrico destilado (Merck) e 2,0 mL de peróxido de hidrogênio 30% v/v, em sistema fechado. Ao final da etapa de digestão, foi realizada diluição com água ultrapura a uma acidez residual de 3,3 mol L-1. A quantificação dos analitos foi feita por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado, ICP-MS(ThermoScientific, XSeriesII). O procedimento analítico foi validado com material de referência certificado de poeira urbana(NIST 1648a).

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os níveis de concentração atmosférica encontrados no material particulado total para o íons estão na faixa de 1023 a 2164 ng m-3 Cl-, 277 a 477 ng m-3 NO3-, 617 a 918 ng m-3 SO42- e 44,9 a 119 ng m-3 NH4+. Estes níveis são compatíveis com dados obtidos na região em outros períodos[11]. No material particulado fracionado por tamanho verifica-se a predominância de cloreto como partículas de diâmetro acima de 1,7 µm, destacando-se a influência do spray marinho (Fig.1a). Nitrato se apresenta em partículas com distribuição de tamanho semelhante em todas as estações e com um máximo entre 1,7 e 5,0 m, provavelmente associado à superfície das partículas incluídas na moda grossa do material particulado atmosférico da Região. Sulfato se distribui bimodalmente, predominando como partículas muito finas (0,18 μm), mas contribuindo também para a moda grossa do aerossol atmosférico do local, quando predomina sob forma de partículas entre 5 e 15 μm. A distribuição de tamanho de partículas de amônio predomina entre 0,06 e 0,55 μm indicando transformações gás-partícula além de reações em fase gasosa produzindo seus sais (Fig.1b). Figura 1. Distribuição de tamanho de partículas de Cl- (a) e NH4+ (b) no MP atmosférico no Recôncavo baiano. A figura 2a, apresenta a distribuição de tamanho de partículas de alguns elementos traço,principalmente na moda fina das partículas na atmosfera de MDD,que recebe influência de emissões industriais. As concentrações estão bem abaixo dos níveis recomendados pela OMS[12,13]. A figura 2b apresenta os níveis de concentração para ITA onde aportam durante 66% do tempo massas de ar vindas do Atlântico - os elementos predominam na moda grossa. Figura 2. Distribuição de tamanho de partículas de elementos traço no MP. (a) Madre de Deus (b)Itacimirim.

Figura 1

Distribuição de tamanho de partículas de Cl- (a) e NH4+ (b) no MP atmosférico no Recôncavo baiano. Ago- Set/2010.

Figura 2

Distribuição de tamanho de partículas de elementos traço no material particulado atmosférico no Recôncavo baiano. (a) Madre de Deus. (b) Itacimirim.

CONCLUSÕES: Foram observadas a predominância de cloreto como partículas de diâmetro acima de 1,7 µm, destacando-se a influência do spray marinho,e o sulfato que se distribui bimodalmente nas modas fina e grossa. Em todos os locais amostrados, os níveis de concentração dos elementos traço estão bem abaixo dos níveis recomendados pela OMS e com exceção de ITA as partículas predominam na atmosfera do Recôncavo Baiano na moda fina. Pode-se afirmar que há um enriquecimento da atmosfera por aqueles elementos traço no MP, provenientes de fontes que representam atividades industriais ou queima de combustível.

AGRADECIMENTOS: A FAPESB pela concessão de Bolsa.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] SEINFELD, J.; PANDIS, S, P. Atmospheric Chemistry and Physics. New York: John Wiley & Sons, 1998, 49-162.

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[3] KIM, P., RHO, C. Size Distributions of Atmospheric Aerosols in Seoul, Atmospheric Environment, v. 20, n. 10, p. 1837 – 1845, 1986.

[4] HARRISON, R.M.; STEDMAN, J.; DERWENT, D.; New Directions: Why are PM10 concentrations in Europe not falling. Atmospheric Environment, v. 42, n. 8, p. 603-606, 2008.

[5] DELAFINO, R. J.; SIOUTAS, C.; MAILIK, S. Potential Role of Ultrafine Particles in Associations between Airborne Particle Mass and Cardiovascular Health. Environmental Health Perspectives, v. 113, n. 8, p. 934-946, 2005.

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[10] BERNER, A., LÜRZER, C. Mass size distributions of traffic aerosols at Viena, Journal of Physical Chemistry, 84, p. 2079-2083, 1980.

[11] CAMPOS, V.P. Especiação Inorgânica de S, N e Cl na Precipitação Seca e Úmida no Recôncavo baiano, Tese de Doutorado , IQ/UFBA, 303 pp., 1995.

[12] WHO. Health risks of heavy metals from long-range transboundary air pollution. 2007

[13] WHO. Air Quality Guidelines for Europe. WHO Regional Publications, European Series, No. 91 2nd Ed., Copenhagen, 2000.