METODOLOGIAS PARA METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃOAVALIAÇÃO DA DA

POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA EM POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA EM CENTROS URBANOSCENTROS URBANOS

ComponentesComponentes

Cristiane Coelho DonadonniCristiane Coelho Donadonni

Edileusa Maria Soares Marcolino AugustoEdileusa Maria Soares Marcolino Augusto

Gesiel Nogueira CostaGesiel Nogueira Costa

José Gildeon MaiaJosé Gildeon Maia

Josemar Alves da SilvaJosemar Alves da Silva

Vera Lúcia Maria de MeloVera Lúcia Maria de Melo

Reginaldo TerraReginaldo Terra

Poluição Atmosférica

Qualquer forma de matéria ou energia com intensidade e em quantidade, concentração, tempo ou características em desacordo com os níveis estabelecidos, e que tornem ou possam tornar o ar:

I - impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde;

II - inconveniente ao bem-estar público;

III - danoso aos materiais, à fauna e flora.

IV - prejudicial à segurança. ao uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade.

A poluição atmosférica pode também ser A poluição atmosférica pode também ser definida como a alteração das propriedades definida como a alteração das propriedades físicas, químicas ou biológicas normais da físicas, químicas ou biológicas normais da atmosfera que possa causar danos reais ou atmosfera que possa causar danos reais ou potenciais à saúde humana, à flora, à fauna, potenciais à saúde humana, à flora, à fauna, aos ecossistemas em geral, aos materiais e à aos ecossistemas em geral, aos materiais e à propriedade, ou prejudicar o pleno uso e gozo propriedade, ou prejudicar o pleno uso e gozo da propriedade ou afetar as atividades da propriedade ou afetar as atividades normais da população ou o seu bem estar. normais da população ou o seu bem estar.

Qualidade do Ar.Qualidade do Ar.

Para conhecer, avaliar, controlar e buscar Para conhecer, avaliar, controlar e buscar uma boa qualidade do ar tendo em vista a uma boa qualidade do ar tendo em vista a saúde da população, os governos saúde da população, os governos estabeleceram limites de quantidade para estabeleceram limites de quantidade para alguns poluentes que estão na atmosfera. alguns poluentes que estão na atmosfera.

 Gás Porcentagem  Partes por Milhão

Nitrogênio 78,08 780.000,0

Oxigênio 20,95 209.460,0

Argônio 0,93 9.340,0

Dióxido de carbono 0,035 350,0

Neônio 0,0018 18,0

Hélio 0,00052 5,2

Metano 0,00014 1,4

Kriptônio 0,00010 1,0

Óxido nitroso 0,00005 0,5

Hidrogênio 0,00005 0,5

Ozônio 0,000007 0,07

Xenônio 0,000009 0,09

Tabela 1: Principais gases do ar seco

Composição

Padrão Primário de Qualidade do Ar: são as Padrão Primário de Qualidade do Ar: são as concentrações de poluentes presentes no ar concentrações de poluentes presentes no ar que, ultrapassados, poderão afetar à saúde.que, ultrapassados, poderão afetar à saúde.

Padrão Secundário de qualidade do ar: São Padrão Secundário de qualidade do ar: São as concentrações de poluentes das quais se as concentrações de poluentes das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem estar da população, assim como o mínimo estar da população, assim como o mínimo dano à fauna, à flora, aos materiais e ao meio dano à fauna, à flora, aos materiais e ao meio ambiente em geral. ambiente em geral.

Naturais: Aquelas independentes da ação humana.

• Cinzas e gases de emissões vulcânicas;• Tempestades de areia e poeira;• Decomposição de animais e vegetais;• Partículas e gases de incêndios florestais;• Poeira cósmica;• Evaporação natural;• Maresia dos mares e oceanos;• Odores e gases da decomposição de matéria

orgânica.

Fontes de poluiçãoFontes de poluição

Antropogênicas: Fontes de emissão geradas pela ação do Homem.

• Fontes industriais;• Fontes móveis (veículos a gasolina, álcool, diesel e

GNV);• Queima de lixo a céu aberto e incineração de lixo;• Comercialização e armazenamento de produtos

voláteis;• Queima de combustíveis na indústria e

termoelétricas;• Emissões de processos químicos.

Fontes de poluiçãoFontes de poluição

Fontes fixas: as indústrias são as fontes mais significativas ou de maior potencial poluidor, no entanto, devemos ainda destacar a crescente demanda por usinas termoelétricas, utilizadoras de carvão ou óleo combustível, bem como de incineradores de resíduos, os quais também se destacam por seu elevado potencial poluidor.

Fontes de poluiçãoFontes de poluição

Fontes de poluiçãoFontes de poluição

Fontes móveis: Os veículos automotores, trens, aviões e embarcações marítimas, constitui-se conjuntamente nas chamadas fontes móveis de poluição do ar. Os veículos se destacam como as principais fontes, e podem ser divididos em leves, que utilizam gasolina ou álcool como combustível, e pesados que utilizam óleo diesel.

Fontes de poluiçãoFontes de poluição

Pontuais: Quando o lançamento da carga poluidora é feito de forma concentrada, em determinado local.- Chaminé de uma empresa

Difusas: Quando os poluentes alcançam a atmosfera de modo disperso, não se determinando um ponto específico de introdução. - Queimadas

PoluentesPoluentes

PrimáriosPrimários:: São aqueles emitidos diretamente da São aqueles emitidos diretamente da fonte à atmosfera.fonte à atmosfera.

- Material Particulado- Material Particulado

SecundáriosSecundários: São aqueles formados na atmosfera : São aqueles formados na atmosfera por meio de reações químicas entre por meio de reações químicas entre poluentes primários e/ou poluentes primários e/ou constituintes naturais da atmosferaconstituintes naturais da atmosfera

- Ozônio- Ozônio

PoluentesPoluentes

Processo de poluição atmosférica:

EmissãoEmissão

É processo de “saída” dopoluente da fonte geradora.

TransporteNo transporte destes poluentes através das correntes de ar, pode ocorrer a diluição dos poluentes, bem como modificações físico-químicas na atmosfera.

Processo de poluição atmosférica:

Imissão

Fenômeno de “chegada” dos poluentes a um receptor, onde pode ocorrer danos à saúde, propriedade ou de maneira geral ao meio ambiente.

Processo de poluição atmosférica:

GÁS CARBÔNICO (CO2):

- Não possui cheiro.

- Não é considerado tóxico por ser um constituinte natural na atmosfera.

- O aumento da temperatura global (Efeito estufa) está associado ao aumento das concentrações de CO2 na atmosfera.

Poluentes Indicadores de poluição atmosférica

MONÓXIDO DE CARBONO (CO):

- Produto intermediário de combustão de carbono para dióxido de carbono (CO2).

- Originam-se de processos de combustão industrial ou veículos automotores, sendo estes os maiores geradores.

MONÓXIDO DE CARBONO (CO):

- Em ambientes fechados, o CO em altas concentrações é um dos mais perigosos agentes tóxicos respiratórios devido à sua afinidade com a hemoglobina do sangue, formando a carboxihemoglobina, dificultando o transporte do oxigênio, podendo causar a morte por asfixia.

- Não possui cheiro, nem odor.

ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NOx):

-Formados durante o processo de combustão a altas temperaturas, através da oxidação do N2 do ar, de combustão ou do N2 contido no combustível.

- Pode estar principalmente na forma de:

* NO: Óxido de nitrogênio

- Gás incolor e insípido

- Formado predominantemente em fontes antropogênicas

* NO2: Dióxido de nitrogênio ou Azoto

- Gás amarelo-alaranjado, odor irritante.

ÓXIDOS DE ENXOFRE (SOx):

- São compostos constituídos de enxofre e moléculas de oxigênio.

* SO2: Dióxido de enxofre

- Gás incolor

- Detectável pelo paladar e olfato na faixa de 1 à 3 µg/m3.

- Dissolve-se rapidamente na água presente na atmosfera, formando o ácido sulfuroso ( H2SO3).

- É formado durante a combustão de combustíveis fósseis (carvão mineral,óleo mineral).

* SO3: Trióxido de enxofre

- Produzido através da oxidação do SO2.

- Pode ser rapidamente convertido a ácido sulfúrico (H2SO4).

- Provoca irritação nos olhos, nariz e garganta.

- Podem causar impactos adversos à vegetação, incluindo florestas e agricultura.

O Material Particulado

• MP, ou aerossol atmosférico são as partículas sólidas ou líquidas em suspensão na atmosfera.

Dentre os aerossóis, as partículas sólidas ditas inaláveis são aquelas com mais relevância de estudo, já que podem penetrar no trato respiratório.

Frações de Material Particulado

• Modelos de deposição de partículas inaladas relacionam o diâmetro aerodinâmico dessas com o local de sua deposição no trato respiratório;

• O grau de penetração das partículas no sistema respiratório é função do seu tamanho.

Frações de material e a saúde

Fenômenos e suas conseqüênciasFenômenos e suas conseqüências

• Efeito EstufaEfeito Estufa

Excesso de gases e particulados impedem que os raio Excesso de gases e particulados impedem que os raio infravermelhos refletidos pela superfície terrestre infravermelhos refletidos pela superfície terrestre voltem para o espaço. Esse fenômeno causa um voltem para o espaço. Esse fenômeno causa um aumento elevado de temperatura, conseqüentemente aumento elevado de temperatura, conseqüentemente acelerando o derretimento dos pólos.acelerando o derretimento dos pólos.

Fenômenos e suas conseqüênciasFenômenos e suas conseqüências

• Chuva ÁcidaChuva Ácida Gotículas de água que podem ser chuva ou neblina Gotículas de água que podem ser chuva ou neblina

carregadas de ácido nítrico e sulfúrico;carregadas de ácido nítrico e sulfúrico; São resultado de reações químicas que ocorrem na São resultado de reações químicas que ocorrem na

atmosfera a partir da presença do enxofre e NOx;atmosfera a partir da presença do enxofre e NOx; Possui ação corrosiva e tóxica.Possui ação corrosiva e tóxica.

Os principais objetivos do monitoramento da qualidade do ar são:

Fornecer dados para ativar ações de emergência durante períodos de estagnação atmosférica, quando os níveis de poluentes na atmosfera possam representar risco à saúde pública.

Avaliar a qualidade do ar à luz de limites estabelecidos para proteger a saúde e o bem estar das pessoas.

Acompanhar as tendências e mudanças na qualidade do ar devidas às alterações nas emissões dos poluentes.

• Emissões: Controle do processo poluidor; Controle dos padrões de emissão; eficiência de um equipamento; testar a conseqüência causada pela mudança de um processo.

Medição de Poluentes Atmosféricos

LEGISLAÇÃO

Imissões: Calcular a trajetória dos poluentes na atmosfera; estudar a formação e degradação de poluentes na atmosfera; calcular o fluxo dos componentes; Determinar a exposição dos poluentes; Determinar a instalação de alarmes para determinados poluentes; Determinar a deposição de poluentes na flora e fauna; Gerar relatórios sobre a qualidade do ar; estudar o impacto de novas fontes de emissão.

•CONAMA 03/90

Medição de Poluentes Atmosféricos

Padrões nacionais de qualidade do ar (Resolução CONAMA nº 03/90)

POLUENTE TEMPO DEAMOSTRAGEM

PADRÃOPRIMÁRIO

(g/m3)

PADRÃOSECUNDÁRIO

(g/m3)

MÉTODO DEMEDIÇÃO

Partículas totaisem suspensão

24 horas1

MGA224080

15060

Amostrador degrandes volumes

Partículasinaláveis

24 horas1

MAA315050

15050

Separaçãoinercial/filtração

Fumaça 24 horas1

MAA315060

10040

Refletância

Dióxido deenxofre

24 horas1

MAA336580

10040

Pararosalina

Dióxido denitrogênio

1 hora1

MAA3320100

190100

Quimiluminescência

Monóxido decarbono

1 hora1

8 horas140.000/35ppm10.000/9ppm

40.000/35ppm10.000/9ppm

Infravermelho nãodispersivo

Ozônio 1 hora1 160 160 Quimiluminescência1-Não deve ser excedido mais que uma vez ao ano2-Média geométrica anual3-Média aritmética anual

Medição de Poluentes Atmosféricos

Metodologias e Equipamentos de Metodologias e Equipamentos de Amostragem dos Poluentes UrbanosAmostragem dos Poluentes Urbanos

Para realização da prevenção e o controle da Para realização da prevenção e o controle da poluição do meio ambiente, mesmo para as poluição do meio ambiente, mesmo para as que não foram estabelecidos padrões de que não foram estabelecidos padrões de emissão, devem ser adotados sistemas de emissão, devem ser adotados sistemas de controle de poluição do ar baseados na controle de poluição do ar baseados na melhor tecnologia prática disponível para melhor tecnologia prática disponível para cada caso.cada caso.

Ficam estabelecidos os seguintes métodos Ficam estabelecidos os seguintes métodos de amostragem e análise dos poluentes de amostragem e análise dos poluentes atmosféricos a serem definidos nas atmosféricos a serem definidos nas respectivas Instruções Normativas:respectivas Instruções Normativas:

Resolução CONAMA n.º 3/90Resolução CONAMA n.º 3/90

a) Partículas Totais em Suspensão - Método a) Partículas Totais em Suspensão - Método de Amostrador de Grandes Volumes ou de Amostrador de Grandes Volumes ou Método Equivalente.Método Equivalente.

b) Fumaça - Método da Refletância ou b) Fumaça - Método da Refletância ou Método Equivalente.Método Equivalente.

c) Partículas Inaláveis - Método de Separação c) Partículas Inaláveis - Método de Separação Inercial/Filtração ou Método Equivalente.Inercial/Filtração ou Método Equivalente.

d) Dióxido de Enxofre - Método de d) Dióxido de Enxofre - Método de Pararosanilina ou Método Equivalente.Pararosanilina ou Método Equivalente.

e) Monóxido de Carbono - Método do Infra-e) Monóxido de Carbono - Método do Infra-Vermelho não Dispersivo ou Método Vermelho não Dispersivo ou Método Equivalente.Equivalente.

f) Ozônio - Método da Quimioluminescência f) Ozônio - Método da Quimioluminescência ou Método Equivalente.ou Método Equivalente.

g) Dióxido de Nitrogênio - Método da g) Dióxido de Nitrogênio - Método da Quimioluminescência ou Método Quimioluminescência ou Método Equivalente.Equivalente.

Medidores de Emissões

•Escala de Ringelmann

É uma escala gráfica para avaliação colorimétrica de densidade de fumaça, constituída de seis padrões com variações uniformes de tonalidade entre o branco e o preto. Os padrões da escala são numerados de 0 a 5.

Para descobrir se o veículo ou a chaminé está emitindo fumaça acima do permitido:

Utiliza-se a Escala de Ringelmann e compara-se com padrões estabelecidos pela legislação ambiental.

A exemplo do CONAMA 08/90 para áreas Classe II e III define:

- “Densidade Colorimétrica: Máximo de 20 %, equivalente a Escala de Ringelmann nº1, exceto na operação de partida do equipamento”.

Método do Infra-Vermelho não DispersivoPara avaliações de Monóxido de Carbono (CO) o método de amostragem e análise reconhecido internacionalmente é o método da absorção pela radiação infravermelha. A técnica do infravermelho não dispersivo é a mais apropriada. É esta a espectroscopia utilizada no caso específico de medidas de CO proveniente das emissões dos veículos automotores. Os métodos oficiais adotados no Brasil utilizam esta técnica, principalmente em medidas que precisam ser realizadas de forma rápida e remota.

Medição de Poluentes Atmosféricos

Método da refletância da luz.A análise do escurecimento (opacidade) de um filtro carregado de partículas é interpretada como uma medição do carbono grafítico total contido nos aerossóis do ambiente. A opacidade é determinada pela comparação da refletância da luz branca num filtro não carregado (R0) e de um filtro carregado (R).

Medição de Poluentes Atmosféricos

A luz refletida passa duas vezes pela camada de partículas depositadas no filtro, ou seja: Ln (R/R0) = 2 Ln (I/I0), onde l0 a intensidade de luz branca incidente e I é a intensidade de luz transmitida através da camada de partículas na ausência hipotética do filtro. Na prática, as partículas penetram até certo ponto, dependendo do tipo de filtro e velocidade do fluxo de ar. Isso produz um aumento da reflexão e um decréscimo da transmissão (UNEP/WHO, 1994).

O equipamento de amostragem também pode ser utilizado para medir SO2 (pelo método do peróxido de hidrogênio) simultaneamente com a fumaça. Além do amostrador, o usuário necessitará de um refletômetro, bem como de calibradores, filtros reagentes e vidraria de laboratório.

Método da Quimioluminescência.Método da Quimioluminescência.

A quimiluminescência utiliza medições A quimiluminescência utiliza medições quantitativas da emissão óptica da espécie quantitativas da emissão óptica da espécie química excitada para determinar a química excitada para determinar a concentração da substância analisável concentração da substância analisável (analito). A quimiluminescência pode suceder (analito). A quimiluminescência pode suceder tanto na fase de solução como na fase de tanto na fase de solução como na fase de gás, e é usada para a determinação gás, e é usada para a determinação quantitativa de muitas espécies importantes quantitativa de muitas espécies importantes orgânicas e inorgânicas em traços. orgânicas e inorgânicas em traços.

A quimiluminescência é produzida quando A quimiluminescência é produzida quando uma reação química gera uma espécie uma reação química gera uma espécie excitada eletronicamente, a qual emite luz ao excitada eletronicamente, a qual emite luz ao voltar a um estado de menor energia.voltar a um estado de menor energia.

Os contaminantes atmosféricos como o Os contaminantes atmosféricos como o ozônio, dióxidos de nitrogênio e compostos de ozônio, dióxidos de nitrogênio e compostos de enxofre podem ser determinados por métodos enxofre podem ser determinados por métodos de quimiluminescência. de quimiluminescência.

Amostrador de PartículasAmostrador de Partículasde Grande Volumede Grande Volume

Equipamento de filtragem que utilizado para Equipamento de filtragem que utilizado para coletar partículas em suspensão no ar coletar partículas em suspensão no ar ambiente. O material assim coletado deve ambiente. O material assim coletado deve ser objeto de medição posterior, por meio ser objeto de medição posterior, por meio de métodos de análise física ou química de métodos de análise física ou química (pesagem, decomposição etc.). É um (pesagem, decomposição etc.). É um aparelho usado para medir e analisar a aparelho usado para medir e analisar a poluição atmosférica por partículas em poluição atmosférica por partículas em suspensão.suspensão.

Amostrador de PartículasAmostrador de Partículasde Grande Volumede Grande Volume

Este equipamento realiza a amostragem de Este equipamento realiza a amostragem de

particulados PMparticulados PM2,52,5 e PM e PM1010 ou PTS de acordo ou PTS de acordo

com o necessidade do monitoramento e com o necessidade do monitoramento e

juntamente com os parâmetros juntamente com os parâmetros

meteorológicos básicos de temperatura e meteorológicos básicos de temperatura e

pressão atmosférica.pressão atmosférica.

Coletores Isocinéticosde Poluentes Atmosféricos (CIPA)

Efetua a amostragem de material particulado suspenso em uma corrente gasosa, além de outros poluentes como o Dióxido de Enxofre, NOx, CO.

O Método utiliza um sistema de amostragem isocinética onde o filtro não requer aquecimento e é colocado entre o primeiro e o segundo impingers de um conjunto de vidraria que alterna impingers Greenburg Smith (com ponta afunilada e placas de impactação) e impingers com ponta modificada (com ponta reta).

Medidas qualitativas simplesMedidas qualitativas simples

Monitoramento de áreas afetadas por fluoreto: A CETESB utiliza a espécie Cordyline terminalis, vulgarmente conhecida como Dracena, como bioindicadora.

Medição de Poluentes Atmosféricos