1. Poluição Atmosférica Associada à Produção de Ferro e Aço

1.1. Importância do aço

Indubitavelmente, o aço é um artigo cada vez mais importante nos tempos

atuais. A presença desta liga é notada desde bens duráveis até a construção de

máquinas e equipamentos que possibilitam a existência da humanidade. Imaginar

o mundo contemporâneo sem a presença de uma ínfima quantidade deste valioso

bem é um plano utópico; além de ser parâmetro auxiliar na avaliação da força

econômica de uma nação, através do consumo per capita de aço (NOLDIN Jr,

2002).

O aço pode apresentar em sua composição outros elementos que em

variações apropriadas, permitem sucesso em aplicações específicas. Níquel e

cromo podem conferir resistência a oxi-redução através de mais de 20 variações

comerciais; alumínio pode ser adicionado com vistas à captura de oxigênio e a

impedir propriedades danosas decorrentes da presença de óxido de ferro; e a

adição de diminutas quantidade de manganês pode garantir maior resistência,

através de formação do sulfeto (HOCKING, 2005).

1.2. Do ferro ao aço

O primeiro contato do homem com o ferro foi através da utilização de

meteoritos. Desta ocasião deriva a origem do vocábulo siderurgia, no latim sider

denota astros ou estrela (NOLDIN Jr, 2002). O ferro artesanal continha traços de

Ni, ao passo que os meteoritos contém em geral de 5 – 26%, permitindo a fácil

diferenciação das matérias-primas (NOLDIN Jr, 2002). Por volta do século V a.C

os chineses começaram a fabricar o ferro carburado, posteriormente denominado

ferro-gusa, matéria-prima para a produção de aço. A denominação aço designa,

atualmente, uma família de materiais com mais de 2000 membros.

1.3. Os alto-fornos

O ferro não é encontrado na natureza em estado de pronta aplicação,

geralmente, ele está associado ao oxigênio formando minérios. Uma série de

processos podem ser empregados para a remoção dos átomos de oxigênio, e

consequente formação do ferro primário. O alto-forno é uma destas alternativas: a

mais antiga e a mais utilizada mundialmente. A evolução dos fornos, a partir da

forja Catalã fez com que o flussofen fosse originado, que é considerado o

precursor do moderno alto-forno. A partir de 1550, o refino do ferro-gusa foi

usado como rota de obtenção do ferro (NOLDIN Jr, 2002).

Após mais de sete séculos de hegemonia, a extrema eficiência destes

dispositivos não foi capaz de atender uma série de novas exigências relevantes

para sua perpetuação, dentre as quais podemos destacar: maior compatibilidade

ambiental e baixo nível de emissões danosas ao ecossistema local (NOLDIN Jr,

2002). Nos EUA, em 30 anos, houve redução de cerca de 87% no número de alto-

fornos em atividade. Dentre as tecnologias de substituição existentes, destaca-se a

tecnologia de auto-redução (NOLDIN Jr, 2002).

Segundo HOCKING (2005) as emissões advindas da produção de ferro e

aço podem ser entendidas como uma sequência de eventos desde a preparação da

matéria prima até o produto final. A coqueria, através do preparo de combustível

para os alto-fornos, carvão, com baixo teor de enxofre, que garante maior dureza

ao aço, pode produzir altas quantidades de compostos policíclicos aromáticos

(HPAs), material particulado, e, por conseguinte, elementos associados à

composição do carvão (ex.: Ni, V, S). Os alto-fornos por sua vez têm como

principal problemática, a emissão de elementos associados a sua escória (ex.: Al,

Ga, Zn, Si), e elementos utilizados como aditivos (ex.: Mg, V).

1.4. Material Particulado

Segundo Schumauss (1920), o termo aerossol designa as suspensões

relativamente estáveis de partículas sólidas ou gotículas dispersas num gás com

dimensões inferiores a 100 μm, mas tamanhos superiores aos das moléculas

individualizadas. Tais suspensões são frequentemente designadas como

aerocolóides, matéria particulada (MP, ou do inglês, Particulate Matter, PM) ou

simplesmente partículas e incluem poeiras, fumos, cinzas, nevoeiros e “sprays”

(ALVES, 2005).

As partículas se distribuem na atmosfera em diferentes tamanhos. Para fins

de avaliação da qualidade do ar, o entendimento das frações nas quais o material

particulado é distribuído é fundamental na determinação do transporte, deposição,

tempo de residência correlato e propriedades químicas (COLBECK e

LAZARIDIS, 2010). As partículas são divididas em: partículas totais em

suspensão (PTS), PM10 e PM2.5.

As partículas totais em suspensão (PTS) representam o grupo que possui

diâmetro aerodinâmico menor do que 100 µm. As partículas de PTS são

majoritariamente geradas a partir de processos mecânicos de fragmentação de

partículas maiores; por exemplo, poeira do solo, fragmentos de folhas, grãos de

pólen e “spray” marinho (ALVES, 2005; SOUZA et al., 2010). Deste modo estas

partículas possuem menor tempo de residência na atmosfera, o que confere

deposição próxima às fontes emissoras.

As partículas de PM10 possuem diâmetro aerodinâmico menor que 10 µm,

podendo ser depositadas desde as vias nasais até os pulmões, e por isto

representam um fator de risco para o desenvolvimento ou agravação de doenças

respiratórias e cardiovasculares (SOUZA et al., 2010). Estas partículas tem como

principais fontes os processos mecânicos, como resuspensão do solo, do sal

marinho, das cinzas de combustão e das emissões biogênicas naturais (FREITAS e

SOLCI, 2009).

As partículas de PM2.5 são aquelas que possuem diâmetro aerodinâmico de

até 2,5 µm. As partículas de PM2.5 são geradas por processos de combustão

industrial, veículos automotivos, usinas termelétricas, metalurgia, fábricas de

cimento e papel, refinarias de óleo e queimadas de florestas (BRAGA et al. 2004;

ALVES, 2005; FREITAS e SOLCI, 2009). Os principais componentes dessas

partículas são aerossóis secundários (ex.: NO3-, SO4

2-), metais (ex.: Zn, Cu, Pb) e

compostos orgânicos com origens notadamente antropogênicas. O tempo de

residência destas partículas na atmosfera é da ordem de dias (COLBECK e

LAZARIDIS, 2010).

Existe um consenso quanto à composição media tanto elementar quanto

iônica do material particulado. Todavia, este parâmetro, bem como a concentração

são determinados pelas propriedades meteorológicas da atmosfera, relevo, fontes

emissoras, e parâmetros da partícula, tais como densidade, forma e

higroscopicidade (GIODA et al., 2004).

1.4.1. Composição química e fontes das espécies no PM

1.4.1.1. Espécies iônicas

Devido à proximidade do mar, a influência desta fonte sobre a composição

química das espécies iônicas (Cl-, SO42-, Mg2+, K+, Ca2+) foi verificada; não é

atribuída origem marinha ao NO3-. Através do cálculo da fração não-marinha (nss,

do inglês non sea salt), esta inferência foi possível, segundo a seguinte fórmula:

[nss-X] = [X] – [Na+] * X/ Na+ (1)

Onde:

[nss-X]: concentração do elemento cuja origem não é marinha

[X]: concentração da espécie investigada (µg m-3)

[Na+]: concentração da sódio determinada nas amostras (µg m-3)

X/ Na+: razão entre a concentração (mg L-1) da espécie investigada e sódio

na água do mar.

A Tabela 1 apresenta as razões entre as espécies e o íon sódio, uma vez que

sua concentração é considerada constante (LIDE, 2005; ZHANG et al., 2007).

Tabela 1: Razões iônicas na água do mar (mg L-1).

Íon Sea ratio (X/Na+)

Cl- 1,80

SO42- 0,25

Mg2+ 0,12

K+ 0,035

Ca2+ 0,038

1.4.1.2.Elementos

Na Tabela 2 podem ser vistos os elementos, e suas as principais fontes, tanto

naturais quanto antropogênicas.

Tabela 2: Fontes principais dos elementos determinados no PM.

Elemento Fonte

natural

Fonte

antropogênica Referência

C

compostos

orgânicos voláteis,

plantas

combustíveis

fósseis,

queimadas,

agricultura

ALVES, 2005

Na mar, solo

siderurgia,

produção de

alumínio,

produção cloro-

soda, indústria

têxtil, produção de

celulose e papel

HOCKING, 2005;

GODOY et

al.,2009

Mg mar, solo siderurgia,

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al.,

2005;

Al solo,

siderurgia,

produção de ligas

metálicas,

produção de

alumínio,

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al.,

2005; LIDE, 2005

Si mineral,

produção de

vidro, indústria de

componentes

eletrônicos,

indústria de

polímeros,

construção civil,

queimadas

BRAGA et

al.,2004;ALVES,

2005; LIDE,

2005;

Tabela 2: Fontes principais dos elementos determinados no PM (continuação).

Elemento Fonte

natural

Fonte

antropogênica Referência

P Solo

Siderurgia, fertilizantes.

HOCKING, 2005;

ARTAXO et al.,2005;

S

Emissões

vulcânicas,

mineral.

Combustíveis fósseis,

indústria de borracha,

fertilizantes, fungicidas,

indústria de celulose e

papel.

ALVES, 2005; LIDE,

2005; GODOY et al.,2009;

K Solo Siderurgia, queimadas,

fertilizantes.

GODOY et al.,2009;

ARTAXO et al.,2005;

BRAGA et

al.,2004;SELLA et

al.,2006

Ca Solo Siderurgia, construção

civil, plantas de cimento.

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al., 2005;

MARIANI e de MELLO,

2007; GALINDO et

al.,2011;

Ti Solo Poeira de estrada, tintas. GODOY et al.,2009;

ARTAXO et al.,2005;

V Solo, queima de

combustíveis fósseis. GODOY et al.,2009

Tabela 2: Fontes principais dos elementos determinados no PM (continuação).

Elemento Fonte

natural

Fonte

antropogênica Referência

Cr Solo Siderurgia

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al.,

2005;

Mn Solo Siderurgia

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al.,

2005; AMARAL,

2010

Fe Solo Siderurgia

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al.,

2005;

Ni Solo

Combustíveis

fósseis, produção

de aço inoxidável,

siderurgia, ligas

metálicas,

pigmentos para

vidro.

GODOY et

al.,2009; LIDE,

2005

Cu Solo Fundição GODOY et

al.,2009

Tabela 2: Fontes principais dos elementos determinados no PM (continuação).

Elemento Fonte

natural

Fonte

antropogênica Referência

Zn Solo

Siderurgia,

pesticidas,

cerâmicas,

fabricação de

pneus.

HOCKING, 2005;

LOYOLA et al.,

2005; WU et

al.,2008

Ga Solo

Queima de

combustíveis

fósseis, produção

de alumínio,

siderurgia, ligas

metálicas.

LIDE, 2005

Cd Solo

Queima de

combustíveis

fósseis, fundição,

pigmento.

GODOY et

al.,2009; LIDE,

2005

Sb Solo

Incineração de

esgoto e lixo,

combustíveis

fósseis,produção

de tintas,

borrachas, ligas de

freios, adesivos

papéis.

SMICHOWSKI,

et al., 2008

Pb Solo

Poeira de estrada,

pigmentos,

produção de

vidros, ligas

metálicas,

produção de

baterias.

GODOY et

al.,2009; LIDE,

2005

1.4.2. Solubilidade

Além do tamanho da partícula, a solubilidade é outra característica notável

relacionada ao material particulado, tratando-se da caracterização elementar. A

eficiência de extração depende do tipo de ligação química. Elementos

relacionados a atividades antropogênicas tendem a formar compostos de baixa

força de ligação química, sendo mais eficazmente extraídos em água (Amaral,

2010). Em contrapartida, aqueles que se apresentam no modo grosso (origem

natural) tendem a formar espécies mais refratárias, sendo mais eficazmente

extraídos em ácido. Elementos tóxicos que se apresentam em espécies com maior

solubilidade em água são alvo de maior preocupação em relação à saúde pública,

uma vez que são provavelmente mais biodisponíveis (GIODA et al., 2011; von

SCHNEIDEMESSER et al., 2010)

1.4.1. Rio de Janeiro

A cidade do Rio de Janeiro (22º 54’ 23” de latitude sul e 43º 10’ 21” de

longitude oeste) está localizada na Região Sudeste do Brasil, sendo um dos mais

populosos centros urbanos do país. A cidade é banhada pelo oceano Atlântico ao

sul, pela Baía de Guanabara a leste e pela Baía de Sepetiba a oeste. Suas divisas

marítimas são mais extensas que as terrestres. A área do município do Rio de

Janeiro é de 1.255,3 km², incluindo as águas continentais e ilhas, as quais

correspondem a mais 37 km².

A qualidade do ar é estudada desde 1967, no então Estado da Guanabara,

quando foram instaladas as primeiras estações de monitoramento. Conforme pode

ser visto na Figura 1, o INEA (Instituto Estadual do Ambiente) designou áreas

prioritárias para o monitoramento da qualidade do ar, a saber: Região

Metropolitana, Médio Paraíba e Norte Fluminense (INEA, 2009).

Figura 1: Mapa da Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ).

Fonte: INEA, 2009.

A Região Metropolitana do Rio de Janeiro compreende 17 municípios,

sendo a segunda maior área metropolitana do Brasil, e a terceira maior do

continente Sul-Americano. A segunda maior concentração de população, de

veículos, indústrias e de fontes emissoras do país, também se encontra nesta

região. Somado a estes e demais fatos, deve-se considerar as características

climáticas tropicais, que resultam na geração de poluentes secundários.

Considerando as influências topográficas e meteorológicas, a região foi

subdividida em outras quatro, como observado na Figura 2. A sub-região I possui

área de 730 km2 e compreende os distritos de Itaguaí e Coroa Grande, no

município de Itaguaí; os municípios de Seropédica, Queimados e Japeri e as

regiões administrativas de Santa Cruz e Campo Grande, no município do Rio de

Janeiro.

Figura 2: Subdivisão da RMRJ.

Fonte: INEA, 2009.

As regiões administrativas de Bangu, Barra da Tijuca, Campo Grande,

Guaratiba, Jacarepaguá, Realengo e Santa Cruz formam a chamada zona oeste do

Rio de Janeiro. Nesta região, é possível encontrar tanto áreas de alta densidade

populacional quanto outras que apresentam mais da metade de sua superfície

cobertas por ecossistemas ameaçados, tais como mangues e mata atlântica. Nos

últimos tempos, a região em questão tem passado por intensas mudanças de

natureza econômica e social, que acentuaram ainda mais estes contrastes. Sendo

assim, por um lado existem regiões mais industrializadas e com maior

urbanização, fruto de surtos de industrialização anteriores (iniciados na década de

50), em contrapartida, áreas menos modificadas pela ação humana, cuja economia

é baseada em torno da pesca e atividades relacionadas ao turismo (KATO E

QUINTELA).

1.4.2. Região de Santa Cruz

A área industrial de Santa Cruz está localizada na zona oeste da área

metropolitana do Rio de Janeiro. A região dista cerca de 9 km da costa do

Atlântico (Praia de Sepetiba). Trata-se de uma região que possui áreas

residenciais, industriais e comerciais. A principal fonte de poluição está

relacionada à diversidade da matriz industrial, que é composta por mais de 15

indústrias que ocupam a área de 126,85 km2 (QUITERIO et al., 2004b). Segundo

dados fornecidos pelo Censo Demográfico de 2010, a região tem população de

217 333 habitantes. As atividades industriais abrangem produção de tintas e

solventes, fábricas de couro, instalações de impressão, fabricação de estruturas de

ferro, e principalmente atividades metalúrgicas (QUITERIO et al., 2004b). Esta

região abriga aquela que é, no momento, a maior companhia siderúrgica do país

cujo funcionamento iniciou em 2010, em fase de teste.

1.4.3. Região de Seropédica

A região hoje conhecida como Seropédica tem ocupação datada dos meados

do século XVIII. Ainda como território pertencente ao município de Itaguaí, a

região desfrutou de terras férteis e alta taxa de exportação de produtos como

cereais, farinha, açúcar e aguardente, fato que perdurou até 1880, após a abolição

da escravidão a região experimentou forte crise econômica ocasionada pelo êxodo

rural. O processo de renascimento da região foi devido a obras de saneamento,

empreendidas por Nilo Peçanha, assim como a passagem da antiga rodovia Rio

São Paulo e instalação da industrial têxtil no antigo distrito de Paracambi (IBGE,

2011; PREFEITURA MUNICIPAL DE SEROPÉDICA, 2010).

Em 1938, teve inicio o “embrião” da atual Universidade Federal Rural do

Rio de Janeiro (UFRRJ). Dez anos mais tarde, a UFRRJ transfere seu campus

para a atual BR-465, tendo início o desenvolvimento urbano de Seropédica.

Elevado a categoria de município, através da lei estadual nº 2446, de 12-10-1995

desmembra-se de Itaguaí. O município de Seropédica teve sua população estimada

em 78 186 habitantes em 2010, apresentando densidade demográfica de 275,53

habitantes/km2 e 283,762 km2 de área territorial, e dista 21 km do Oceano

Atlântico. Sua principal atividade socioeconômica costumava ser a agricultura.

Todavia houve declínio nesta atividade em consequência da expansão industrial

dos municípios vizinhos. Em virtude das características geomorfológicas da

região, o extrativismo mineral, principalmente voltado para a construção civil, foi

atraído para a região. Sendo assim, a mineração tornou-se a base da economia da

região, com ênfase na mineração de areia. No entanto, a região vem sofrendo

mudanças em suas características primárias, e vem ganhando caráter industrial e

urbano com a presença de algumas indústrias, tais como as cervejarias, Kaiser Rio

LTDA, Cia Brahma, Panco Produtos Alimentícios, além da termelétrica Eletrobolt

(AMARAL, 2010; PREFEITURA MUNICIPAL DE SEROPÉDICA, 2010).

1.5. Revisão dos trabalhos publicados no Estado do Rio de Janeiro

Os primeiros trabalhos relacionados à concentração de partículas totais em

suspensão (PTS) foram realizados no início da década de 80. No estudo

desenvolvido por Trindade, et al. (1981) duas regiões foram investigadas:

Copacabana (uma região costeira da zona sul do Rio de Janeiro) e São Cristovão

(uma área industrial). Neste último ponto de amostragem, foram observadas altas

concentrações de V, Ni, Fe, Mn, Cr, e Zn. O período de estudo foi de agosto de

1975 a abril de 1978. Os limites estabelecidos pelo CONAMA já estavam em

vigor, e a concentração média de PTS (ao redor de 100 µg m-3) mostrou-se maior

do que o padrão primário. A composição dos locais foi sensível às diferentes

atividades socioeconômicas. Duas importantes atividades no que diz respeito às

fontes de metais ocorriam naquele período, a incineração de lixo doméstico,

proibida somente a partir de abril de 1977, e o uso de gasolina contendo chumbo

tetraetila, cuja proibição ocorreu na década de 90. Esta última atividade justificava

os elevados níveis de Pb na atmosfera, enquanto as primeiras respondiam por

níveis de Cd e Cr.

Em outro estudo realizado na área conhecida como Cinelândia, localizada

no centro da cidade do Rio de Janeiro, amostras de PTS foram coletadas no

período de setembro de 2001 à agosto de 2002, a fim de determinar o nível da

qualidade do ar desta região (QUITERIO, et al., 2004a). A região é notadamente

afetada por veículos leves e pesados. A média geométrica anual de PTS foi de 133

± 48 µg m-3 (54 amostras), que é 1,66 vezes maior do que o padrão primário

nacional e 2,2 vezes maior do que o padrão secundário. Segundo os autores, estes

valores foram maiores que os encontrados em outros países desenvolvidos, e

também subdesenvolvidos; no entanto, existe similaridade com os resultados

encontrados em São Paulo, Guayaquil (Equador) e Lima (Peru), ou seja, outras

cidades latino-americanas. A caracterização química teve por objetivo a

determinação dos níveis de Ca, Mg, K, Na, Mn, Fe, Zn, Cr, Cu, Co, Ni, Al, Cd e

Pb. Entres estes, Ca, Mn e Fe tiveram como provável fonte os incrementos

naturais e Pb e Cu tiveram como fontes presuntivas as emissões antropogênicas.

Diferentemente do que os primeiros estudos da qualidade do ar da cidade do Rio

de Janeiro indicaram, os resultados de Pb não puderam ser relacionados a

emissões por veículos automotivos devido a redução dos níveis observadas a

partir de 1995.

O mesmo grupo, QUITERIO et al.,2004(b), realizou outro estudo pioneiro

no distrito industrial de Santa Cruz utilizando amostras de PTS com vistas à

caracterização química elementar, determinando todos os elementos do estudo

realizado na Cinelândia, além de molibdênio. A média geométrica (87 ± 40 µg m-

3) do período amostrado (março de 2001 à fevereiro de 2002) ultrapassou os dois

padrões estabelecidos pelo CONAMA (secundário – 60 µg m-3 e primário – 80 µg

m-3).

O INEA (Instituto Estadual do Ambiente) reportou concentrações de PTS,

na Baixada Fluminense, região estuda por Lorena Quiterio et al. (2005), para PTS,

no período de 1980 a 2002, com valores compreendidos entre 150-300 µg m-3,

muito aquém do padrão primário (80 µg m-3) e secundário (60 µg m-3)

regulamentados pelo CONAMA. Em consequência da ausência de estudos na

região e do interesse das autoridades, o estudo foi desenvolvido a fim de

determinar a concentração de metais (Ca, Mg, K, Na, Mo, Mn, Fe, Zn, Cu, Cr, Co,

Ni, Al, Cd e Pb) no material particulado. Estes elementos foram os mesmos

observados em estudo realizado na vizinhanças da Cinelândia: haviam suspeitas

de que os níveis encontrados na Baixada fossem maiores do que os do centro da

cidade.

Em 2005, Lorena Quiterio et al. avaliaram a concentração e a composição

química do PTS de 7 municípios da Baixada Fluminense (São João de Meriti,

Mesquita, Queimados, Japeri, Magé, Belford Roxo e Nova Iguaçu), parte

integrante da Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ). Além das

contribuições naturais e veiculares comuns ao outro estudo realizado pelo mesmo

autor em 2004, esta região conta com fontes industriais. Nesta região, alumínio

exibiu elevadas concentrações que estão relacionadas a ressuspensão do solo

devido a existências de muitas vias não pavimentadas, e o extrativismo mineral.

As concentrações ficaram entre 55,6 ± 15,9 e 241,5 ± 40,0 µg m-3, ambos valores

ficaram acima dos padrões primário e secundário estabelecidos pelo CONAMA.

Em trabalho desenvolvido por Gioda et al. (2004) a qualidade do ar foi

avaliada em Volta Redonda; à época a CSN era considerada a maior indústria

metalúrgica do país. Duas avaliações foram efetuadas, na primeira (Dez-95 a Mai-

96), três locais mediram os níveis de PTS, PM10 e metais associados. Os níveis

diários de PTS ficaram abaixo do estabelecido pelo CONAMA (240 µg m-3), em

apenas uma estação o nível foi ultrapassado. Dentre os metais associados, a

concentração de zinco compreendeu o intervalo de 2,5 a 7,0 µg m-3, na

determinação de ferro as concentrações variaram de 2,1 a 5,2 µg m-3. Cromo e

Vanádio não foram detectados, e os limites estabelecidos para Pb pela EEA (EEA

– Agência Europeia de Meio Ambiente) e USEPA (US EPA – Agência Norte-

Americana de Proteção Ambiental) não foram violados.

Loyola et al. (2006), realizou estudo no distrito industrial de Volta Redonda

(RJ), que consistiu na determinação da concentração de PTS e 12 metais, em 4

locais de coleta distribuídos neste distrito, a fim de avaliar a influência veicular

industrial na região. Os metais Ca, Zn, Al, Fe, e Mg apresentaram as maiores

concentrações; os níveis dos três primeiros metais foram maiores do que os

encontrados em outras áreas industriais. Estes três metais são empregados no

fabricação do aço, a principal atividade socioeconômica da região. Através de

análises estatísticas foi possível notar boa correlação entre os metais presentes na

matéria prima para a produção de aço e/ou nas escórias do forno ou do processo

siderúrgico. O distrito industrial do Médio Paraíba (Volta Redonda) possui área

equivalente a 21% do estado do Rio de Janeiro, com população próxima aos

740 000 habitantes (no ano do estudo). A malha industrial era bastante

diversificada, constituindo em grande desafio a atribuição das fontes de metais

encontrados no material particulado da região. As indústrias ultrapassavam o

número de 10, tanto pequenas quanto grandes, respondendo pela produção

metalúrgica, aço, plástico, couro, têxtil, química, alimentícia e insumos para a

impressão. Além da CSN, que já foi uma estatal, presente na região desde 1946,

outras 6 indústrias de produção de aço aumentavam a contribuição deste tipo de

emissão na qualidade do ar local.

Em trabalho realizado por Sella, et al. (2006) em Cabo Frio, região costeira

do Estado, amostras de PTS foram coletadas de Fevereiro (2004) a Janeiro (2005)

a fim de determinar as concentrações de Ca, Cu, Mo, Mn, Ti, V, Zn e K na

atmosfera. As visíveis diferenças nos níveis de PTS (mínimo - máximo) nos

pontos 1 (23- 659 µg m-3) e ponto 2 (24 - 56 µg m-3) apontam para a influência de

partículas de origem marinha no primeiro, já que as mesmas são de maior

diâmetro. Em contrapartida, o ponto 2 é influenciado por uma grande via de

acesso localizada no município de Rio Bonito. Dentre os elementos analisados, o

vanádio apresentou valores significantemente diferente entre os pontos. A análise

dos componentes principais (PCA) identificou fatores capazes de auxiliar a

atribuição das fontes de material particulado. No ponto de amostragem 1, quatro

fatores que combinavam fonte continental e marinha explicam 86,5% da

variabilidade dos dados. Em contrapartida, no segundo ponto de amostragem estes

fatores explicam 89,2% da variabilidade, e indicam que o particulado proveniente

do escapamento de veículos é a principal fonte de metais na atmosfera. O

fenômeno ocorrido no primeiro local de amostragem é interessante e incomum, já

que as emissões antropogênicas certamente são as causas principais de metais

tóxicos na atmosfera.

Em 2007, Soluri et al. estudou a composição de amostras de material

particulado coletado em dez locais diferentes da cidade do Rio de Janeiro, entre

setembro de 2003 e setembro de 2004, em base semanal e tempo de amostragem

de 24 h. Foi determinada a concentração total de elementos e íons associados ao

PM2.5. Cerca de 60% do PM2.5 foi composto de carbono elementar e aerossóis

secundários. Ao longo dos anos, muitas medidas tem sido tomadas a fim de

diminuir as emissões, por exemplo: a eliminação de lixo doméstico, combustíveis

limpos em estabelecimentos e indústrias, desativação de pedreiras, o emprego de

programas de redução das emissões veicular e industrial, a restrição à circulação

de veículos pesados em alguns túneis da cidade, entre outros. Estes fatores tem

contribuído para significativas mudanças, as quais resultaram, por exemplo, desde

1997, na redução da concentração total de material particulado, aproximando-se

da estabilização (SOLURI et al., 2007).

Mariani e de Mello (2007), determinaram a concentração de PM2.5 e PM2.5-10

e dos íons solúveis em água (n=50) durante o período de Outubro de 1998 à

Setembro de 1999 em Niterói (zona costeira situada na RMRJ). Segundo os

autores, a concentração na estação seca foi cerca de duas vezes maior do que a

observada no período chuvoso. A concentração da fração fina foi igual a 17 ± 13

µg m-3. SO42- e NH4

+ foram as espécies mais abundantes de acordo com a razão

(neq m-3) entre elas, provavelmente na forma de sulfato de amônio.

A subdivisão da Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ)

denominada Base III é considerada a mais poluída da cidade, não só por sua

proximidade com uma das principais vias de acesso do estado, mas também pela

presença de regiões industrializadas, tais como a Baixada Fluminse (TOLEDO et

al., 2008). Este estudo foi o primeiro relatório sobre PM10 e metais associados no

Rio de Janeiro. Um fato interessante a ser notado é que os valores encontrados

para Al são similares aos determinados em PTS na Baixada Fluminense. Deste

modo, rearfirmam-se as características geomorfológicas da RMRJ, que é rica em

óxido de alumínio.

Fatores geográficos e os socio-econômicos influenciam a atmosfera urbana

da cidade do Rio de Janeiro. Através de estratégias de controle, desde os idos de

1997 tem se observado um decréscimo na concentração total de partículas

(GODOY et al., 2009). Como foi observado pelo autor, somado aos relatórios do

INEA muito pouco foi feito, e tem sido feito em relação a pesquisa da qualidade

do ar. Através da análise de amostras coletadas em 10 locais da RMRJ (Gávea,

Maracanã, Ilha do Fundão, Recreio dos Bandeirantes, Jacarepaguá, Honório

Gurgel, Guaratiba, Campo Grande, Realengo e Santa Cruz), foi possível notar que

a poeira do solo é um componente importante, tanto para fração inalável grossa

(PM2.5-10) quanto para a fina (PM2.5), representando respectivamente, 22-72% e

25-48%. No entanto, as fontes notadamente antropogênicas foram altamente

representativas para o modo fino, chegando a representar no mínimo a metade, e

no máximo quase 80% da composição de algumas amostras. Os elementos traço

foram analisados através da Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente

Acoplado. No Recreio dos Bandeirantes, região em rápida expansão, apresentou

níveis elevados de Cd, Sb e Pb no PM2.5. Estes valores foram atribuídos às

atividades da construção civil e o aumento do fluxo veicular na região. Já o ponto

de amostragem localizado no distrito industrial de Santa Cruz apresentou os

maiores níveis de elementos marcadores de solo. Na Ilha do Fundão, região

influenciada por intenso tráfego veicular, foram observados os mais elevados

níveis de elementos relacionados à combustão de óleo (tais como Ni e V), em

amostras de mesma moda que as de Santa Cruz. No campus da Fiocruz (Fundação

Oswaldo Cruz) localizado em Manguinhos, norte da cidade, que possui distância

de 4 km da costa e 52 km da área industrial de Santa Cruz, devidoa predominância

de ventos é Sul-Sudeste, existe a possibilidade de transporte de material

particulado.

O não atendimento dos limites legais estabelecidos pelo CONAMA para o

PTS é um problema constante verificado nos estudos realizados no Estado,

verificado principalmente na subdivisão da RMRJ estabelecida pelo INEA ,Base

III, que além da Baixada Fluminense inclui a região norte da cidade (PAULINO et

al., 2010). Em estudo efetuado por Paulino et al. (2010), os níveis de PTS foram

determinados em Belford Roxo, Maracanã e São Cristovão, avaliando assim a

evolução da qualidade do ar na Base III (Subdivisão da Região Metropolitana do

Rio de Janeiro). Embora o período tenha sido de 7 meses, e a coleta não tenha

sido realizada a cada 6 dias, inviabilizando uma comparação direta com os

padrões nacionais, muitos valores excederam esses limites. Dentre os locais

estudados, Belford Roxo foi o que apresentou os mais alarmantes sinais de

deterioração da qualidade do ar. Belford Roxo é uma região de grande e

diversificada importância industrial com indústrias que vão de aditivos à

lubrificantes, e abriga uma das mais importantes indústrias farmacêuticas do país.

Cerca de 30% da produção brasileira de lubrificantes está relacionado a uma

indústria da região. Deve-se somar a grave situação de Belford Roxo, além de

contribuições industriais, a falta de infraestrutura básica, um problema comum à

Baixada Fluminense (PAULINO et al., 2010).

A identificação do material particulado, bem como de suas respectivas

fontes tem se tornado um consenso mundial devido aos seus efeitos adversos à

saúde pública. Fundamentados nesta importância, do Nascimento et al. (2011)

avaliaram a influência da sazonalidade sobre a concentração de metais traços

associados ao PTS na Ilha Grande, localizada na região conhecida como Costa

Verde. O estudo realizado apresenta um dos grandes desafios da pesquisa, nos

últimos tempos, em estudos de impacto ambiental, no caso particular a qualidade

do ar, que é a distinção das contribuições antropogênicas e naturais. A Ilha Grande

é uma área de proteção ambiental. No entanto, os estudos mostraram o início de

impactos causados por áreas industriais em São Paulo (250 km de distância) e Rio

de Janeiro (100 km de distância), e até mesmo pela progressiva ocupação e

atividade turística. Dentre os elementos determinados estava o enxofre. No que

tange as fontes, o enxofre é um elemento comum a muitos minerais, e no caso de

fontes antropogênicas pode ser associado ao refino do petróleo, vapores de

fundições, extração de cobre e ferro, além de processos metalúrgicos.

O Estado do Rio de Janeiro possui diversas zonas industriais (Distritos

Industriais) e municípios altamente industrializados, além de contar com intensa

frota veicular; portanto, o reduzido número de estudos não contrabalanceiam a

elevada antropogenicidade da composição química da atmosfera da região.

A perspectiva de vida cresce, e no mesmo sentido a preocupação com

problemas respiratórios, principalmente em idosos, que junto com as crianças

representam grupo de risco; o estado conta ainda com regiões de rica flora e

fauna, como é o caso da Restinga da Marambaia, Baía de Ilha Grande e Baía de

Sepetiba.

A região de Santa Cruz, além de altamente industrial, possui alta densidade

populacional, e tem por vizinhanças importantes ecossistemas como a Baía de

Sepetiba, que representa atualmente o maior pólo pesqueiro do Estado. Portanto,

estudos nesta região fornecem ferramentas iniciais para a avaliação de possíveis

danos a saúde (notadamente idosos e crianças), prejuízos ao meio ambiente

(Restinga da Marambaia), e a economia da região (redução do pescado na Baía de

Sepetiba). Além de servir como referência para outros autores, e permitir as

autoridades competentes (MPRJ e INEA) tomarem as medidas cabíveis nos casos

confirmados.