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Title: Caracterização do material particulado fino e grosso e composição da fração inorgânica solúvel em água em São José dos Campos (SP)
Authors: Souza, Patrícia Alexandre de
metadata.dc.contributor.advisor: Mello, William Zamboni de
metadata.dc.contributor.members: Pimentel, Luiz Cláudio Gomes
Carvalho, Cacilda Nascimento de
Maddock, John Edmund Lewis
Issue Date: 24-Oct-2017
Abstract: A cidade de São José dos Campos localizada no Vale do Paraíba é considerada uma área altamente suscetível à poluição do ar devido à geografia desta região, caracterizada por cadeias montanhosas que dão origem a Serra do Mar e Mantiqueira, dificultando a circulação geral da atmosfera e comprometendo a dispersão de poluentes atmosféricos bem como às emissões industriais de alto potencial poluidor proveniente dos parques industriais existente na região e suas vizinhanças. O objetivo do trabalho é caracterizar o material particulado atmosférico fino (PM2,5) e grosso (PM2,5-10) e determinar a composição química dos constituintes inorgânicos solúveis em água associados a estas partículas. As amostras de PM2,5 e PM2,5-10 foram coletadas semanalmente, em período contínuo de 24 h, por intermédio de um amostrador Dicotômico PM10 Sierra-Andersen em São José dos Campos entre fevereiro de 2004 a fevereiro de 2005 totalizando 60 amostragens. As concentrações médias anuais ± desvio padrão de PM2,5 e PM2,5-10 foram respectivamente iguais a 15,7 ± 7,9 e 14,8 ± 8,4 μg m-3. As maiores concentrações de particulado fino e grosso ocorreram no período de estiagem, enquanto que as concentrações mais baixas no período de chuvas, evidenciando o papel fundamental das chuvas na limpeza da atmosfera . Os íons NH4 + e SO4 2- ocorreram predominantemente no particulado fino correspondendo a 62% do total dos constituintes e 20 % da massa; por outro lado, os íons Cl-, Na+ e NO3 - predominaram no particulado grosso equivalendo, juntos, a 54 % dos íons inorgânicos e 11% da massa. Em média, 96% do SO4 2- associado ao PM2,5 equivale ao excesso de SO4 2-, ou seja, a outras fontes naturais e/ou antrópicas não provenientes do sal do mar. A razão NH4 +/ (Exc-SO4 2- + NO3 -) encontrada no PM2,5 igual a 1,08 sugere a formação de aerossóis de (NH4)2SO4 e NH4NO3 provenientes de atividades antrópicas. O déficit médio de cloreto foi de 42% para o PM2,5 e de 39% para o PM2,5-10. O déficit de Cl- para o PM2,5 durante o período de estiagem foi 4 vezes maior do que no período de chuvas, sendo o mesmo não observado para o PM2,5-10. Mais de 90% do K+, Ca2+ e Mg2+ encontrados em ambas as frações finas e grossas representa a parcela não-marinha (natural e/ou antrópica) destes íons. A modelagem hysplit para as retrotrajetórias de massas de ar auxiliou na identificação de episódios de transporte a longa distância, de material particulado de procedência continental e marítima em amostras que apresentaram composição química extremamente alta. A distribuição de chuvas ao longo do período de estudo, foi fundamental para o entendimento do comportamento sazonal das partículas atmosféricas finas e grossas em São José dos Campos.
metadata.dc.description.abstractother: São José dos Campos, located in the Paraíba Valley, is an area considered highly susceptible to air pollution because of its geography, characterized by mountain ranges that result in Serra do Mar and Mantiqueira, disturbing the general circulation of the atmosphere and threatening the dispersion of air pollutants as well as the high pollution potential emissions from industrial parks that exist in the region and in neighborhood. The objective of this study is to characterize the atmospheric fine (PM2,5) and coarse particulate (PM2,5-10) matter and determine the chemical composition of water-soluble inorganic constituents of these particles. The samples of PM2,5 and PM2,5-10 were weekly collected, in a continuous period of 24 hours with a PM10 dichotomic Sierra-Andersen sampler in São José dos Campos between February 2004 and February 2005, totalizing 60 samples. The annual average concentrations ± standard deviation of PM2,5 and PM2,5-10 were, respectively, 15,7 ± 7,9 and 14,8 ± 8,4 μg m-3. The highest concentrations of fine and coarse particulate matter occurred in the period of drought while lower concentrations were found in rainy period, highlighting the fundamental role of rain in cleaning the atmosphere. NH4 + and SO4 2- ions occurred predominantly in fine particulate matter corresponding to 62% of all constituents and 20% of the mass, on the other hand, Cl-, Na+ and NO3 - ions predominated in coarse particulate matter together amounting 54% of inorganic ions and 11% of the mass. On average 96% of the SO4 2- associated with PM 2,5 equal the Exc-SO4 2-, i.e. other natural and/or anthropic sources not from saltwater. The reason NH4 + / (Exc-SO4 2- + NO3 -) found in PM2,5 equals 1.08 suggesting the formation of (NH4)2SO4 and NH4NO3 aerosols from human activities. The average deficit of chloride was 42% for PM2,5 and 39% for PM2,5-10. The deficit of Cl- for PM2,5 during the drought period was 4 times higher than the one found in the rainy period, the same was not observed for PM 2,5-10. Over 90% of K+, Ca2+ and Mg2+ found in both fine and coarse fractions represent the non-marine parcel (natural and/or antropic) of those ions. The modeling hysplit for air masses retrotrajectories helped identifying long-distance transport episodes, particulate matter of continental and marine origin in samples that showed extremely high chemical composition. The distribution of the rain throughout the study was fundamental for understanding the seasonal behavior of atmospheric fine and coarse particles in Sao Jose dos Campos.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/4959
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