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Planos e Programas para a Melhoria da Qualidade do Ar na Região de Lisboa e Vale do Tejo ANEXO VIII Análise da Composição Química do Material Particulado da RLVT

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Planos e Programas para a Melhoria da Qualidade do Ar na

Região de Lisboa e Vale do Tejo

ANEXO VIII Análise da Composição Química do Material

Particulado da RLVT

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PLANOS E PROGRAMAS PARA A MELHORIA DA QUALIDADE DO AR NA REGIÃO DE LISBOA E VALE DO TEJO - ANEXOS

DCEA – FCT/UNL; CCDR-LVT; Abr 2007

i

INTRODUÇÃO As partículas em suspensão na atmosfera são, actualmente, o poluente atmosférico em torno do qual a actividade de investigação, ao nível dos efeitos epidemiológicos, tem sido mais intensa (WHO, 2002). Este grande volume de trabalho resulta parcialmente do facto de ser um dos poluentes cujos efeitos na saúde são mais importantes e de “não existir nenhum limiar abaixo do qual a exposição a partículas não origina efeitos, ao contrário da maioria dos poluentes atmosféricos” (WHO, 2002).

Figura 1: Variedade de curvas dose (exposição) – resposta (adaptado de CEEETA, 1998)

* - A curva do tipo “não linear com efeito de fertilização” traduz casos de efeitos positivos sobre a vegetação e ecossistemas, os quais podem ocorrer pela adição de poluentes atmosféricos contendo azoto (p.ex. NO2) ou fósforo, os quais em quantidades reduzidas, podem actuar como fertilizantes, contribuindo para o crescimento de algumas espécies vegetais.

Em Portugal e na generalidade dos países com clima mediterrânico, as concentrações de partículas, em especial PM10

1, são mais elevadas comparativamente, quer com os valores-limite legislados, quer,com os níveis registados noutros países, sobretudo da Europa Central. A componente de análises químicas no que respeita ao poluente partículas foi um dos elementos relevantes no desenvolvimento dos Planos e Programas, pois permite identificar a origem da poluição verificada, constituindo de longe o maior desafio que se pretende solucionar.

1 partículas em suspensão susceptíveis de serem recolhidas através de uma tomada de amostra selectiva, com eficiência de corte de 50%, para um diâmetro aerodinâmico de 10 µm (Decreto-Lei n.º 111/2002 de 16 de Abril).

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DCEA – FCT/UNL; CCDR-LVT; Abr 2007

ii

Propriedades Físicas

As partículas em suspensão na atmosfera (PM) são constituídas por uma complexa mistura de partículas sólidas e/ou líquidas que são introduzidas na atmosfera por causas naturais ou antropogénicas. O termo aerossol atmosférico, o qual traduz partículas sólidas e/ou líquidas suspensas num meio gasoso, também é frequentemente utilizado como um sinónimo para as partículas atmosféricas.

A complexidade inerente ao material particulado estende-se à diversidade de características físicas e químicas que este pode apresentar, já que as “PM cobrem implicitamente um diferente número de poluentes químicos emitidos por vários tipos de fontes” (WHO, 2004). As partículas podem ser primárias ou secundárias dependendo do seu mecanismo de formação. As partículas primárias são introduzidas directamente na atmosfera ou formam-se de forma muito rápida a partir da condensação de moléculas de gás; enquanto as partículas secundárias são formadas na atmosfera, após reacções químicas de transformação de gases precursores. Uma série de estudos de distribuição das partículas por tamanho (Raes et al., 2000; Harrison et al., 1999; Whitby, 1978) conduziram à formulação de um modelo conceptual baseado nos mecanismos de formação e remoção de partículas no ar ambiente, o qual é exemplificado na Figura 2.

Figura 2: Distribuição das partículas atmosféricas por tamanhos e processos de formação e remoção. Fonte: adaptado de Seinfeld, 1998.

O modo de nucleação (ou ultra-fino) é constituído por partículas cujo diâmetro aerodinâmico2 varia entre 0.005 e 0.1 µm, sendo a máxima densidade numérica atingida

2 diâmetro aerodinâmico – é o diâmetro de uma partícula esférica de densidade unitária (ρ = 1 g/cm3) que tem a mesma velocidade terminal (velocidade de uma partícula quando a força gravítica é compensada pela resistência do ar) no seio de um gás (fluido) do que a partícula em estudo (Seinfeld e Pandis, 1998). Ao longo deste documento usar-se-á também a designação “tamanho” associada a partículas, querendo nesse caso

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por volta de 0.01 µm. Não obstante esta fracção granulométrica contribuir grandemente para o número total de partículas, dado que estas são de dimensão muito reduzida, contribui pouco para a sua concentração mássica total. Estas partículas podem ser formadas a partir da rápida condensação de gases emitidos a altas temperaturas quando em contacto com o ar ambiente mais frio (ex.: metais pesados emitidos pela actividade de uma fundição). Processos de nucleação ocorridos após a reacção de gases (SO2, amónia - NH3, óxidos de azoto - NOx e produtos de combustão) com radical hidroxilo (OH) ou ozono (O3) podem igualmente produzir partículas nesta gama de tamanhos (Seinfeld e Pandis, 1998). Poucas partículas são emitidas nesta fracção granulométrica, destacando-se entre elas as partículas de carbono elementar (ou carbono negro) provenientes, por exemplo, de processos de combustão incompleta de veículos a gasóleo (Figura 3), bem como partículas de metais e compostos orgânicos emitidos a altas temperaturas.

Figura 3: Micrografia de uma amostra de partículas recolhida junto a uma via de tráfego

intenso (WHO, 2004)

Do modo de acumulação fazem parte partículas com diâmetro aerodinâmico variável entre 0.1 e 1 µm. A formação nesta gama de classes granulométricas pode ocorrer de duas formas: coagulação ou condensação de gases. Ambos os processos podem dar-se tendo origem em partículas dos modos de acumulação e/ou de nucleação, sendo que a coagulação de partículas pertencentes ao modo de acumulação com partículas do modo de nucleação é mais frequente. Estas últimas têm maior mobilidade e existem em maior número do que as partículas do modo de acumulação, possuindo maior área superficial, o que propicia condições para que haja colisão e, consequentemente, formação de aglomerados que originam partículas de dimensão superior (Raes et al., 2000). Este modo engloba partículas constituídas por sulfato (SO4

2-), nitrato (NO32-), amónia (NH4

+), bem como carbono elementar (CE) e carbono orgânico (CO). Por fim, o modo grosseiro compreende partículas de tamanho superior a 1 µm. A maioria destas partículas é formada a partir de processos mecânicos, tais como: a erosão do solo ou rebentamento das ondas do mar (partículas que constituem o spray marinho) As partículas grosseiras desta classe granulométrica têm uma baixa densidade em

significar “diâmetro aerodinâmico” (excepto se explicitamente se disser o contrário).

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número mas são bastante importantes para a massa – a massa de uma partícula de 10 µm é equivalente à massa de um bilião de partículas de 10 nm (Seinfeld e Pandis, 1998). Dado o seu mecanismo de formação, em termos de composição química é comum encontrar elementos como: silício (Si), alumínio (Al), cálcio (Ca), ferro (Fe), potássio (K), elementos normalmente provenientes do solo, e cloro (Cl), proveniente do spray

marinho. Grande parte da formação destas partículas é primária, mas de acordo com o seu tempo de residência na atmosfera (envelhecimento) também é gerada uma fracção considerável de partículas de origem secundária.

A passagem de partículas entre os três modos presentes na Figura 2 (nucleação, acumulação e grosseiro) apresenta uma barreira que ronda 1 µm. É pouco provável que as partículas com origem na nucleação e condensação sejam superiores a 1 µm, tal como também é pouco provável que, através de processos mecânicos, se produzam partículas de tamanhos inferiores a 1 µm. Desta forma, definem-se como partículas finas aquelas com diâmetro inferior a 1 µm e partículas grosseiras aquelas com diâmetro superior a 1 µm. Deve referir-se, porém, que não obstante grande parte do material crustal ter uma dimensão superior a 1 µm e o material não crustal ser inferior a 1 µm, isso não quer dizer que as fontes naturais e antropogénicas não façam parte quer das partículas finas quer das partículas grosseiras (alguns exemplos podem ver-se na Figura 4). Uma outra classificação do aerossol atmosférico, tendo em conta principalmente os seus efeitos, consiste na separação em apenas dois grupos: partículas finas e partículas grosseiras. Segundo esta classificação, a divisão entre partículas finas e grosseiras é fixada num diâmetro aerodinâmico de 2.5 µµµµm. Esta classificação é normalmente utilizada em estudos epidemiológicos (González, 2002).

Propriedades químicas

Nos exemplos apresentados na Figura 4, as distribuições granulométricas das partículas em número, em superfície e em volume constituem marcas dos ambientes donde essas amostras provêm. Estas características funcionam como “radiografias” dos ambientes, podendo constatar-se, por exemplo, que as partículas provenientes de desertos são constituídas por uma proporção bastante elevada de partículas de maior dimensão, o que é consistente com o seu mecanismo de formação (efeito do transporte pelo vento das areias que constituem o solo).

Continental Remoto

Rural Continental

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v

Polar

Desertos

Figura 4: Distribuição em número, em superfície e em volume para partículas continentais remotas, rurais continentais, polares e de desertos (Seinfeld e Pandis,

1998)

Da mesma forma também existirá nesta radiografia uma marca de constituição química, sendo a composição elementar das partículas provenientes de desertos semelhante à composição global do material crustal (Avila et al., 1997), encontrando-se valores máximos de Al, Fe, Magnésio (Mg), Titânio (Ti), Si e Estrôncio (Sr) nas amostras (Rodriguez et al., 2000).

Em termos de composição química, os aerossóis atmosféricos contêm sulfatos, nitratos, amónia, material orgânico, espécies crustais, sal marinho, iões de hidrogénio (H+) e água. Destes componentes, o sulfato, a amónia e o carbono orgânico e elementar encontram-se (como já citado anteriormente) principalmente nas partículas finas. Material crustal, incluindo sílica, cálcio, magnésio, alumínio, ferro e partículas biogénicas orgânicas (pólen, esporos, fragmentos de plantas) ocorrem usualmente nas partículas grosseiras. Os nitratos podem ser encontrados quer na fracção fina quer na fracção grosseira (Seinfeld e Pandis, 1998). As partículas atmosféricas podem também conter carbono sob diversas formas. O carbono presente nas partículas pode ser classificado de duas formas: carbono elementar (ou negro) e carbono orgânico. Este último pode ser emitido sob a forma de partículas primárias ou pode ser formado a partir de reacções fotoquímicas de gases dando origem a partículas secundárias. As partículas de carbono são produzidas essencialmente através da queima de combustíveis fósseis ou queima de biomassa e são estas as que mais abundam na troposfera (Pio et al., 2000). A maior parte das emissões de CE provêm do tráfego rodoviário, já que a fracção que deriva da combustão no sector industrial, em parte por ser efectuada a partir de altas chaminés, contribui muito menos para as concentrações de CE ao nível do solo (Visser et al., 2001).

Na Tabela 1 apresentam-se, de forma não exaustiva, os principais compostos e elementos químicos que se podem encontrar nos aerossóis atmosféricos, respectivas fontes e dimensão granulométrica mais frequente.

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Tabela 1: Constituição química e fontes de partículas finas e grosseiras (Seinfeld e Pandis, 1998; Lippmann, 2001 – adaptado)

Partículas grosseiras

0.1 µm 1.0 µm 10 µm 25 µm0.1 µm 1.0 µm 10 µm 25 µm

Partículas finas 0.1 µm 1.0 µm 10 µm 25 µm0.1 µm 1.0 µm 10 µm 25 µm

Naturais Antropogénicas Naturais Antropogénicas

Fontes

- Ressuspensão de solos áridos - Transporte de PM de regiões áridas a longas distâncias - Vulcões - Spray Marinho - Fontes biológicas (esporos, polens, …)

- Ressupensão no pavimento provocada por tráfego rodoviário - Actividades Industriais (cimento, cerâmica, construção, entre outras) - Combustão (petróleo e carvão)

- Oxidação de gases sulfurosos - Oxidação dos óxidos de azoto (provenientes da transpiração do solo e de relâmpagos) - Produtos da transformação de compostos orgânicos de espécies biogénicas (p.ex. terpenos)

- Actividades Industriais com altas temperaturas (p.ex. fundições) - Emissões do Tráfego Rodoviário (essencialmente produtos da transformação de substâncias como o NOx, SO2 e compostos orgânicos)

Componentes

quím

icos principais Óxidos metálicos de elementos crustais (SiO2,

Al2O3, Fe2O3, TiO2)

NaCl

CaCO3, Na2SO4, MgSO4, K2SO4

Polens, Esporos, Micro-organismos

Elementos da abrasão dos pneus

Sulfato (SO42-)

Nitrato (NO3

-)

Amónio (NH4+)

Hidrogenião (H+)

Carbono Elementar

Metais (Pb, Cd, V, Ni, Cu, Zn, Mn, Fe)

NOTA: A classificação granulométrica apresentada nesta tabela segue a classificação proposta em função dos efeitos e cuja separação entre partículas finas e grosseiras se dá nos 2.5 µm

METODOLOGIA APLICADA As análises químicas desenvolvidas envolveram três diferentes métodos analíticos de determinação: ICP/AES – Espectrofotometria de emissão atómica com acoplamento indutivo de plasma (para determinação de metais), cromatografia iónica (para determinação de nitratos, sulfatos e cloretos) e termografia (para determinação de carbono orgânico e elementar). Foi efectuada a colheita de 295 amostras de aerossóis, (das quais apenas 239 foram analisadas) junto a quatro estações de monitorização da qualidade do ar (EQA) de tipologia distinta:

���� uma estação urbana de fundo – Olivais; ���� uma estação de tráfego – Avenida de Liberdade; ���� uma estação rural de fundo – Chamusca;

���� uma estação industrial – Escavadeira.

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A determinação de metais e iões soluveis foi efectuada nos laboratórios da FCT/UNL. Esta determinação foi precedida por uma fase de calibração e testes, procedimento que implicou maior morosidade. Quanto às análises de carbono orgânico e elementar, foram efectuadas no Laboratório de Referência do Instituto do Ambiente.

Amostragem de partículas

A campanha de amostragem de partículas envolveu a recolha de amostras de PM10 através da utilização de dois amostradores gravimétricos de referência, Partisol® Plus 2025 (Tabela 1). Este equipamento recolheu amostras diárias de partículas em filtros, que foram pesados antes e depois da amostragem, numa balança de precisão (foi adoptado o procedimento recomendado no Decreto-Lei n.º 111/2002). A balança utilizada para a determinação de massa foi uma balança Sartorius® CP225D, cujo erro de leitura é de 0.01 mg. O material filtrante utilizado foram filtros de quartzo, Schleicher&Schuell®, circulares e com 47 mm de diâmetro. Os amostradores foram programados para um período de integração de 24h, dado que períodos de tempo mais reduzidos poderiam levar à obtenção de dados menos fiáveis. Todos os caudais dos amostradores utilizados foram calibrados, através da utilização de um calibrador, marca Rupprecht & Patashnick® modelo Streamline FTS, no início de cada campanha de amostragem.

Tabela 2: Especificações técnicas do amostrador gravimétrico utilizado

Poluente Método de medição Equipamento utilizado

Partículas de diâmetro inferior a

10 µm PM10

método gravimétrico (método de referência)

Rupprecht & Patashnick® Partisol

Plus 2025

Em cada amostrador, foi colocado inicialmente um cilindro com 16 filtros, sujeitos a um período de amostragem de 24h cada um. Quinzenalmente, procedeu-se à troca dos filtros amostrados por filtros novos, bem como a uma inspecção no local do estado de funcionamento dos amostradores e calibração de caudal. Foram tomadas algumas precauções aquando do manuseamento dos filtros, de forma a não influenciar os resultados das medições:

� estabilização prévia em exsicador, por um período mínimo de 48h; � manuseamento dos filtros em pesagem com recurso a pinça; � durante o transporte para os locais de amostragem, os filtros foram

acondicionados em cilindros fechados, para minimizar as flutuações de temperatura e humidade.

Na Tabela 3 apresentam-se dados dos quatro locais de campanha.

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Tabela 3: Informação acerca dos locais de amostragem

Locais de amostragem

Olivais Zona/Aglomeração: AML Norte Latitude: 38º 46’ 11,4’’ N Longitude: 9º 6’ 26,4’’ W Início da campanha: 18-11-2004 Final da Campanha: 20-05-2005 Nº de amostras analisadas: 103

Escavadeira Zona/Aglomeração: AML Sul Latitude: 38º 39’ 39’’ N Longitude: 9º 4’ 5,1’’ W Início da campanha: 23-11-2004 Final da Campanha: 01-02-2005 Nº de amostras analisadas: 59

Av. Liberdade Zona/Aglomeração: AML Norte Latitude: 38º 43’ 16,7’’ N Longitude: 9º 8’ 47,0’’ W Início da campanha: 31-03-2005 Final da Campanha: 14-09-2005 Nº de amostras analisadas: 42

Chamusca Zona/Aglomeração: Vale do Tejo e Oeste Latitude: 39º 21’ 14,7’’ N Longitude: 8º 28’ 2,6’’ W Início da campanha: 24-03-2005 Final da Campanha: 29-05-2005 Nº de amostras analisadas: 35

As campanhas de recolha de PM10 não se realizaram em simultâneo em todos os locais, tendo abrangido diferentes períodos do ano e, consequentemente, situações meteorológicas distintas. A recolha de amostras nos Olivais efectuou-se essencialmente durante o período de Inverno/Primavera; na Escavadeira abrangeu o período de Inverno; na Av. da Liberdade teve lugar durante o período de Primavera/Verão (as campanhas neste local tiveram início, numa primeira fase, no final do mês de Março até Maio de

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2005 e, numa segunda, fase durante a primeira quinzena de Setembro de 2005); e na Chamusca decorreu na Primavera. Na Tabela 4 apresenta-se o cronograma de recolha de amostras de aerossol em cada um dos locais de amostragem.

Tabela 4: Cronograma de recolha das amostras de aerossol em cada local

Semana Olivais Escavadeira Chamusca Av. Liberdade

3ª Nov-04

3ª Dez-04

3ª Jan-05

3ª Fev-05

3ª Mar-05

3ª Abr-05

3ª Mai-05

3ª Jun-05

3ª Jul-05

3ª Ago-05

3ª Set-05

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Tendo em conta que não foi possível efectuar a recolha simultânea de amostras nos 4 locais estudados, na interpretação dos resultados terá de se ter em linha de conta que os níveis de partículas, bem como a composição química das PM10 variam sazonalmente em função das condições meteorológicas e da influência ou não de fenómenos como incêndios florestais ou eventos naturais (p.ex. intrusões de material mineral proveniente de desertos do norte de África, registados com alguma frequência no Sudoeste do continente europeu).

Análises Químicas

Após a obtenção das concentrações mássicas de PM10, uma metade de cada filtro amostrado e de filtro branco foram sujeitas a uma digestão ácida. O método de digestão consiste sinteticamente em (Tente, 2005):

1. uma fracção do filtro é introduzida num recipiente de digestão de PTFE (Teflon), sendo adicionados 2.5 mL de ácido nítrico (HNO3) e 5 mL de ácido fluorídrico (HF);

2. o recipiente fechado é aquecido durante a noite a uma temperatura de 90ºC; 3. após o arrefecimento do recipiente, este é aberto sendo adicionados 2.5 mL

de ácido perclórico (HClO4); 4. a digestão acídica resultante é secada numa placa de aquecimento a 230ºC; 5. o resíduo resultante é dissolvido com 2.5 mL de HNO3 e é transferido para um

balão volumétrico, no qual água bidestilada é adicionada, por forma a que se obtenha um volume de 50 mL.

As soluções ácidas resultantes do processo de digestão dos filtros foram analisadas por Espectrofotometria de emissão atómica com acoplamento indutivo de plasma (ICP-AES), efectuada no Laboratório de Análises do Centro de Química Fina e Biotecnologia da FCT/UNL (CQFB-FCT/UNL). A restante metade do filtro foi analisada da seguinte forma: a fracção solúvel existente num quarto (1/4) de cada filtro foi extraída com água destilada (recorrendo a ultra-sons) a 60ºC, para que fosse possível analisar os iões solúveis (por cromatografia iónica). A determinação de iões por cromatografia iónica foi efectuada nos laboratórios do DCEA – FCT/UNL. O último quarto (1/4) de cada filtro foi encaminhado para a determinação do Carbono, Orgânico e Elementar (ou Negro). Esta determinação foi efectuada num analisador de Carbono sequencial Sunset Laboratory®, modelo 3, existente no Laboratório de Referência do Instituto do Ambiente. Das amostras de PM10 recolhidas nos quatro locais de amostragem, foram determinados os seguintes elementos:

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1. Al (Alumínio) 2. As (Arsénio) 3. B (Boro) 4. Ca (Cálcio) 5. Cr (Crómio) 6. Cu (Cobre) 7. Fe (Ferro) 8. K (Potássio) 9. Li (Lítio) 10. Mg (Magnésio) 11. Mn (Manganês) 12. Mo (Molibdénio) 13. Na (Sódio) 14. Ni (Níquel) 15. P (Fósforo) 16. Pb (Chumbo) 17. Sb (Antimónio)

18. Ti (Titânio) 19. Zn (Zinco) 20. Al2O3 (Aluminatos –

determinação indirecta a partir dos níveis de Al)

21. SiO2 (Silicatos – determinação indirecta a partir dos níveis de Al)

22. CO32- (Carbonatos –

determinação indirecta a partir dos níveis de Ca e Mg)

23. Cl- (Cloretos) 24. NO3

- (Nitratos) 25. SO4

2- (Sulfatos) 26. CO (Carbono Orgânico) 27. CE (Carbono elementar ou

Carbono negro)

A análise directa de Ca, Al2O3 (Al/0,53 = Al2O3), Fe, K, Mg, Ti e a determinação indirecta do Si (2*Al2O3 = SiO2) e do CO3

2- (1,5*Ca + 2,5*Mg = CO32-) permite a determinação da

carga mineral com origem natural. Os níveis de SO42-, NO3

- CO e CE, bem como os níveis de metais pesados deverão representar a carga antropogénica (emissões directas provenientes do escape dos automóveis e partículas secundárias), enquanto as concentrações de Cl- e Na deverão representar a carga proveniente dos aerossóis marinhos (Williams e Bruckmann, 2001).

RESULTADOS Algumas estatísticas descritivas da composição química das partículas amostradas podem observar-se nas Tabelas 4 a 7. Os valores são apresentados em µg/m3.

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Tabela 5: Estatísticas descritivas do aerossol recolhido nos Olivais

Elemento Nº de

amostras válidas

Mínimo Máximo Média Desvio Padrão

Percentil 50

Percentil 98

PM10 103 16 125 48 26 41 117 Al 100 0,01 4,49 0,85 0,76 0,65 2,92 As 13 0,00 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 B 37 0,01 0,99 0,31 0,28 0,21 0,97 Ca 103 0,08 5,33 1,36 0,92 1,15 3,84 Cd 19 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 Cr 102 0,00 0,15 0,06 0,04 0,06 0,15 Cu 64 0,01 0,25 0,08 0,05 0,06 0,22 Fe 103 0,00 4,51 0,82 0,75 0,59 3,05 K 100 0,10 2,97 0,80 0,54 0,69 2,07 Mg 102 0,01 2,10 0,22 0,24 0,16 0,70 Mn 43 0,00 0,04 0,02 0,01 0,01 0,04 Mo 34 0,00 0,13 0,05 0,04 0,04 0,13 Na 103 0,02 4,64 1,06 0,88 0,72 3,35 Ni 37 0,00 0,06 0,02 0,02 0,01 0,06 P 50 0,00 0,36 0,13 0,07 0,11 0,31 Pb 29 0,00 0,37 0,13 0,10 0,11 0,36 Sb 16 0,06 0,29 0,14 0,07 0,13 0,29 Si 44 0,00 0,28 0,10 0,08 0,08 0,25 Ti 95 0,01 0,41 0,08 0,06 0,07 0,23 Zn 68 0,01 14,76 0,55 2,19 0,13 7,56

Al2O3 102 0,00 8,47 1,55 1,44 1,19 5,37 CO3

2- 103 0,28 13,25 2,59 1,65 2,22 6,86 SiO2 103 0,00 25,41 4,62 4,33 3,55 16,06 Cl

- 31 0,03 7,62 2,35 1,96 2,18 6,97

NO3- 48 0,25 17,68 5,46 4,22 4,43 13,98

SO42- 53 0,05 6,75 2,01 1,69 1,70 6,31

CO 55 2,42 28,03 8,75 5,95 7,09 27,75 CE 55 0,38 11,51 2,73 2,61 1,87 10,48

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Tabela 6: Estatísticas descritivas do aerossol recolhido na Escavadeira

Elemento Nº de

amostras válidas

Mínimo Máximo Média Desvio Padrão

Percentil 50

Percentil 98

PM10 59 18 120 58 26 54 115 Al 58 0,11 1,65 0,68 0,35 0,61 1,62 As 2 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 B 45 0,01 1,28 0,25 0,31 0,14 1,15 Ca 60 0,26 6,87 1,84 1,27 1,70 4,72 Cd 5 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 Cr 60 0,00 0,16 0,07 0,04 0,06 0,14 Cu 52 0,00 0,21 0,09 0,05 0,07 0,18 Fe 59 0,03 1,71 0,57 0,37 0,52 1,41 K 60 0,00 2,60 1,08 0,62 1,01 2,30 Mg 59 0,00 0,44 0,14 0,10 0,11 0,41 Mn 41 0,00 0,04 0,02 0,01 0,02 0,04 Mo 23 0,01 0,15 0,09 0,03 0,08 0,14 Na 60 0,06 3,34 0,95 0,89 0,55 3,27 Ni 36 0,00 0,04 0,02 0,01 0,02 0,04 P 51 0,01 1,46 0,31 0,32 0,20 1,35 Pb 37 0,02 0,49 0,11 0,09 0,08 0,35 Sb 25 0,01 0,32 0,13 0,07 0,12 0,28 Si 42 0,01 0,59 0,13 0,13 0,08 0,57 Ti 60 0,00 0,34 0,09 0,07 0,08 0,29 Zn 53 0,00 9,45 0,55 1,68 0,14 7,87

Al2O3 60 0,00 3,12 1,25 0,70 1,08 3,06 CO3

2- 60 0,39 10,71 3,11 1,97 3,04 7,51 SiO2 60 0,00 9,36 3,74 2,09 3,24 9,17 Cl

- 17 0,20 6,54 2,41 1,84 2,29 6,50

NO3- 27 0,51 24,59 8,49 5,47 7,99 20,32

SO42- 26 0,86 26,87 4,21 4,99 2,96 18,37

CO 25 4,03 26,61 11,41 6,89 9,06 26,53 CE 25 0,37 4,34 1,90 0,93 1,86 4,05

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Tabela 7: Estatísticas descritivas do aerossol recolhido na Chamusca

Elemento Nº de

amostras válidas

Mínimo Máximo Média Desvio Padrão

Percentil 50

Percentil 98

PM10 35 9 34 20 5 20 32 Al 33 0,01 2,06 0,35 0,39 0,21 1,45 As 4 0,00 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 B 11 0,05 0,46 0,23 0,15 0,23 0,45 Ca 32 0,02 0,93 0,39 0,25 0,40 0,93 Cd 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Cr 35 0,02 0,13 0,06 0,02 0,06 0,12 Cu 29 0,00 0,26 0,06 0,05 0,06 0,17 Fe 28 0,07 0,55 0,19 0,10 0,16 0,48 K 23 0,10 1,31 0,68 0,38 0,61 1,30 Mg 34 0,09 0,45 0,22 0,09 0,20 0,42 Mn 23 0,00 0,05 0,02 0,01 0,02 0,04 Mo 20 0,01 0,08 0,04 0,02 0,02 0,08 Na 34 0,32 2,40 1,24 0,63 1,23 2,39 Ni 15 0,00 0,03 0,01 0,01 0,00 0,03 P 10 0,04 0,11 0,07 0,03 0,07 0,11 Pb 7 0,02 0,29 0,13 0,09 0,14 0,28 Sb 6 0,02 0,14 0,08 0,05 0,08 0,14 Si 15 0,00 0,19 0,07 0,07 0,04 0,19 Ti 25 0,01 0,13 0,06 0,03 0,05 0,12 Zn 19 0,01 0,39 0,06 0,08 0,04 0,29

Al2O3 33 0,00 3,88 0,63 0,73 0,39 2,67 CO3

2- 34 0,00 2,16 1,08 0,47 1,00 2,03 SiO2 33 0,00 11,64 1,89 2,19 1,16 8,01 Cl

- 6 0,12 3,60 1,27 1,31 0,82 3,44

NO3- 7 0,07 1,17 0,57 0,37 0,68 1,12

SO42- 18 0,48 6,48 1,93 1,73 1,15 5,87

CO 18 2,83 5,51 4,17 0,84 4,05 5,47 CE 18 0,15 0,57 0,35 0,13 0,37 0,55

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Tabela 8: Estatísticas descritivas do aerossol recolhido na Av. Liberdade

Elemento Nº de

amostras válidas

Mínimo Máximo Média Desvio Padrão

Percentil 50

Percentil 98

PM10 42 18 75 44 14 42 73 Al 42 0,51 2,07 1,15 0,41 1,08 1,96 As - - - - - - - B - - - - - - - Ca 42 0,36 4,62 2,28 1,22 2,20 4,55 Cd - - - - - - - Cr 41 0,01 0,18 0,08 0,04 0,09 0,14 Cu 30 0,00 0,20 0,06 0,05 0,06 0,17 Fe 42 0,20 3,64 1,75 0,95 1,65 3,57 K - - - - - - - Mg 42 0,08 0,95 0,37 0,19 0,38 0,83 Mn 42 0,00 0,04 0,02 0,01 0,02 0,03 Mo 42 0,02 0,12 0,05 0,02 0,04 0,11 Na 41 0,05 4,59 1,40 1,01 1,17 3,62 Ni 18 0,00 0,06 0,01 0,02 0,00 0,06 P 5 0,00 0,11 0,05 0,05 0,05 0,11 Pb - - - - - - - Sb - - - - - - - Si 1 0,05 0,05 0,05 - 0,05 0,05 Ti 1 0,05 0,05 0,05 - 0,05 0,05 Zn 41 0,00 0,43 0,14 0,10 0,11 0,33

Al2O3 42 0,97 3,91 2,17 0,77 2,04 3,70 CO3

2- 42 1,28 8,51 4,35 2,04 3,93 8,42 SiO2 42 2,91 11,73 6,50 2,31 6,12 11,09 Cl

- 18 0,03 7,13 2,41 2,04 1,90 7,05

NO3- 28 0,10 11,51 2,41 2,50 1,63 9,03

SO42- 31 0,04 6,75 2,40 1,79 2,27 6,28

CO 39 2,93 14,66 7,90 2,64 8,12 12,88 CE 39 0,63 13,86 6,96 3,48 7,56 12,62

As concentrações dos diversos constituintes são, regra geral, da mesma ordem de grandeza em todos os locais de amostragem (Tabela 9) sendo normalmente inferiores na estação de fundo rural. No entanto, é de realçar os níveis relativamente elevados de nitratos, sulfatos e carbono orgânico registados na Escavadeira, que reflectem a influência do ambiente industrial em redor da Estação de Qualidade do Ar (EQA), bem como os níveis mais elevados de material crustal (cálcio, ferro, aluminatos, silicatos e carbonatos) contidos no aerossol recolhido na Av. Liberdade, reflectindo provavelmente a importante contribuição da ressuspensão local provocada pela passagem de um grande número de veículos em circulação nas proximidades do local de amostragem. Os níveis de CE registados neste local foram também significativamente superiores aos restantes, o que enfatiza o cariz de intenso tráfego local. De referir que a fracção não contabilizada incluirá elementos como água, amónia (NH4

+), elementos voláteis perdidos durante a execução do procedimento experimental definido e outros elementos não analisados. Em termos médios, esta fracção é bastante significativa nas amostras de aerossol recolhidas na Chamusca, nos Olivais e na Escavadeira (22, 26 e 27%, respectivamente).

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Tabela 9: Comparação entre a composição química de PM10 recolhidas nos quatro locais de amostragem

Elemento Chamusca

(Fundo Rural) Olivais

(Fundo Urbano) Escavadeira (Industrial)

Av. Liberdade (Tráfego)

PM10 20 (N = 35) 48 (N =103) 58 (N = 59) 44 (N = 42) As 0,01 0,01 0,01 - B 0,23 0,31 0,25 - Ca 0,39 1,36 1,84 2,28 Cd 0,00 0,00 0,00 - Cr 0,06 0,06 0,07 0,08 Cu 0,06 0,08 0,09 0,06 Fe 0,19 0,82 0,57 1,75 K 0,68 0,80 1,08 - Mg 0,22 0,22 0,14 0,37 Mn 0,02 0,02 0,02 0,02 Mo 0,04 0,05 0,09 0,05 Na 1,24 1,06 0,95 1,40 Ni 0,01 0,02 0,02 0,01 P 0,07 0,13 0,31 0,05 Pb 0,13 0,13 0,11 - Sb 0,08 0,14 0,13 - Si 0,07 0,10 0,13 0,05 Ti 0,06 0,08 0,09 0,05 Zn 0,06 0,55 0,55 0,14

Al2O3 0,63 1,55 1,25 2,17 CO3

2- 1,08 2,59 3,11 4,35 SiO2 1,89 4,62 3,74 6,50 Cl

- 1,27 2,35 2,41 2,41

NO3- 0,57 5,46 8,49 2,41

SO42- 1,93 2,01 4,21 2,40

CO 4,17 8,75 11,41 7,90 CE 0,35 2,73 1,90 6,96 Não

contabilizado (%)

4,34 (22%)

12,47 (26%)

15,38 (27%)

2,42 (6%)

A observação da tabela anterior indica que os níveis médios de PM10 medidos através do método gravimétrico foram, regra geral, elevados (com excepção da Chamusca), tendo-se registado na Escavadeira as maiores concentrações de partículas (58 µg/m3), seguidas dos Olivais (48 µg/m3) e da Av. Liberdade. Contudo, o facto de as campanhas não terem decorrido em simultâneo em todos os locais e de ser ter recolhido um número de amostras distinto em cada local, não permite efectuar uma análise comparativa da ordem de grandeza das concentrações obtidas. Quando se analisam os dados registados nos equipamentos de medição por interferência de radiação beta (β) presentes nas EQA, observa-se que as campanhas de recolha de PM10 levadas a cabo na Escavadeira e nos Olivais coincidiram com períodos em que os níveis de PM10 foram comparativamente mais elevados, nomeadamente os meses de Dezembro e Janeiro. Por sua vez, as campanhas de amostragem de PM10 efectuadas na Chamusca e na Av. Liberdade decorreram a partir do mês de Março, período que foi caracterizado por níveis de PM10, de um modo geral, mais reduzidos.

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Para ilustrar este facto pode observar-se a Figura 5, a qual foi construída recorrendo aos dados de PM10 registados pelos analisadores automáticos das EQAs em que decorreram campanhas de amostragem. O gráfico apresenta as concentrações medidas nas várias estações durante o período em que cada amostrador esteve em funcionamento numa determinada estação. Por exemplo, o primeiro conjunto de barrras do gráfico representa as concentraçoes medidas nas várias estações durante o período em que se efectuou a campanha nos Olivais (ver Tabela 4). Pode assim obter-se um registo comparativo das concentrações de PM10 medidas em cada e entre EQAs, para igual período. A Av. Liberdade apresentou sempre os níveis mais elevados de PM10, seguida da Escavadeira, dos Olivais e, por fim, da Chamusca.

Figura 5: Comparação entre os níveis de PM10 registados nas 4 EQAs durante cada uma

das campanhas de recolha de PM10

Tendo em linha de conta as referências bibliográficas consultadas, os elementos analisados foram agrupados em cinco fracções, representando origens diferentes (naturais e antropogénicas). Relativamente aos elementos com origem maioritariamente natural, foram definidas duas fracções:

1. Partículas provenientes do solo (material crustal) e da ressuspensão ao nível do pavimento. Engloba os seguintes elementos: Ca, Fe, Mg, P, Ti, Al2O3, SiO2 e CO3

2-. É no entanto de realçar que parte desta fracção se pode dever a ressuspensão local devido à passagem dos veículos, que assume alguma importância nos locais de tráfego intenso;

2. Partículas provenientes do aerossol marinho, evidenciadas pela presença de sódio (Na) e de cloretos (Cl-).

Os elementos de origem antropogénica integram as restantes fracções e foram agrupados da seguinte forma:

3. Poluentes provenientes directa ou indirectamente do tráfego rodoviário,

maioritariamente elementos directamente emitidos ao nível do escape ou resultantes do desgaste de travões dos veículos e abrasão de pneus (As, B, Cd, Pb, Sb, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni e Zn);

4. Carbono Orgânico e Carbono Elementar (CO+CE), elementos com origem em processos de combustão. Apesar da combustão de biomassa ser uma fonte importante de Carbono Orgânico, em áreas urbanas esta contribuição é bastante reduzida quando comparada com a de fontes antropogénicas, como o escape dos veículos ou a indústria. No caso do aerossol recolhido na

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Chamusca, dado o período de recolha não coincidir com a época de maior intensidade de fogos florestais, assume-se que esta componente terá também como origem maioritária as fontes antropogénicas;

5. Por fim, inclui-se também uma fracção representada pela formação de aerossol secundário, nomeadamente o NO3

- e o SO42-, que deriva

tipicamente dos processos de conversão de gases para partículas de produtos da oxidação do SO2 e NO2 (Tente, 2005).

Estas divisões não são estanques e correspondem, grosso modo, a subdivisões do material particulado encontrados na literatura (Quérol et al., 2001). Deve, no entanto, referir-se que existem intercâmbios importantes entre alguns grupos, já que por exemplo o Carbono Elementar é um bom traçador da actividade do tráfego rodoviário (em zonas com fraca actividade industrial) e não está incluído nas emissões directas ou indirectas deste mas sim no material carbonáceo. Outro exemplo diz respeito às partículas de material crustal provenientes da ressuspensão local em estradas, a qual tem origem antropogénica e associada ao tráfego mas que está englobada na fracção inerente ao material crustal. Após integrar os diversos elementos nas cinco fracções obtém-se a concentração média de cada uma destas fracções para os locais de amostragem (Figura 5). Pode concluir-se o seguinte:

- A fracção crustal contribui com 28% (Escavadeira) a 42% (Av. Liberdade) para a composição do aerossol recolhido e, exceptuando as amostras recolhidas na Escavadeira, é a fracção predominante no aerossol;

- A fracção marinha é relativamente homogénea em termos absolutos para

todos os locais de amostragem (embora na Chamusca seja cerca de 1 µg/m3 inferior em massa, o que indicia o seu maior afastamento relativamente à linha de costa) e a sua contribuição varia entre 8% (Escavadeira) e 16% (Chamusca);

- A contribuição da fracção proveniente das emissões de metais associadas

ao tráfego rodoviário contribui com 1% (Av. Liberdade) a 5% (Chamusca) da composição química das PM10. No entanto, é de realçar que o aerossol recolhido na Av. Liberdade não inclui resultados de elementos como o Arsénio e o Cádmio, o que diminui o peso dos componentes associados ao escape dos veículos. Por outro lado, o elevado peso relativo desta fracção nas PM10 da Chamusca não corresponde a uma maior contribuição absoluta, dado que a média de concentrações na Chamusca (estação rural de fundo) é muito inferior às restantes localizações;

- O material carbonáceo (CO+CE) constitui a 2ª fracção mais importante na

constituição do aerossol e a sua contribuição varia entre 29% (Chamusca) e 36% (Av. Liberdade). Na Escavadeira constitui a fracção do aerossol com maior peso relativo, o que parece resultar maioritariamente da contribuição da queima de combustíveis fósseis na área industrial em que se insere;

- Por fim, a fracção que corresponde ao aerossol secundário é muito pouco

homogénea: o seu peso relativo varia significativamente, dos 12% registados na Av. Liberdade até aos 30% nas amostras recolhidas na Escavadeira (nomeadamente devido ao elevado nível de nitratos).

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Figura 6: Comparação entre as diversas fracções de PM10 recolhidas nos quatro locais de

amostragem

Os resultados das análises químicas permitem ainda efectuar uma avaliação comparativa entre a composição das PM10 para a totalidade das amostras, unicamente para os dias de semana e fim-de-semana (Sábado e Domingo), bem como em dias em que se detectou a ocorrência de Evento Natural (transporte de massas de ar carregadas de partículas, provenientes de desertos no norte de África). Para a identificação dos dias de evento natural recorreu-se à metodologia já apresentada no corpo do relatório, bem como ao documento “Identificação e Avaliação de Eventos Naturais” (DCEA - FCT/UNL, 2006). Nas páginas seguintes apresentam-se estes resultados para os quatro locais de amostragem, bem como a correspondente análise. Apenas no caso dos Olivais o número de amostras recolhidas em dias de evento natural pode ser considerado relevante (cinco amostras), daí que uma análise mais aprofundada deste tipo de eventos tenha sido feita unicamente nas amostras recolhidas neste local. Em outros dois locais - Escavadeira e Av. Liberdade - apenas foram recolhidas duas amostras de aerossol em dias de evento natural, cujos resultados são, apesar da sua reduzida representatividade, apresentados. No caso das amostras de aerossol recolhidas nos Olivais (Figura 7) observa-se a prevalência das fracções crustal (12,2 µg/m3) e carbonácea (11,5 µg/m3) que correspondem a cerca de 65% da composição de partículas analisada. O aerossol secundário representa 7,5 µg/m3, a fracção marinha 3,4 µg/m3 e os metais e outros elementos associados ao tráfego rodoviário contribuem com 1,4 µg/m3. Embora as amostras recolhidas na EQA dos Olivais apresentem uma fracção crustal predominante, os resultados obtidos permitem observar a influência das fontes antropogénicas nos níveis de PM10 registados no local, tendo em conta o peso que fracções com origem maioritariamente antropogénica apresentaram no conjunto de amostras analisado (cerca de 55% do total). Curiosamente, o peso das fracções com origem antropogénica aumenta em massa quando se analisam os resultados das análises às amostras recolhidas unicamente ao fim-de-semana. A fracção CO+CE predomina com 14,3 µg/m3 (32%), o material crustal corresponde a 12,8 µg/m3 (30%), o aerossol secundário representa 10,6 µg/m3 (25%), a fracção marinha corresponde a 3,8 µg/m3 (9%) e os metais e outros elementos associados ao tráfego rodoviário correspondem a 1,7 µg/m3 ou 4% do aerossol analisado.

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Deve contudo ressalvar-se que os resultados relativos às amostras recolhidas durante o fim-de-semana são menos representativos, uma vez que o número de amostras analisadas é menor (apenas 28 das 103 amostras), o que faz com que a influência de picos de concentrações seja substancialmente superior quando se analisam os resultados globais. A análise das cinco amostras de aerossol recolhidas em dias de ocorrência de eventos naturais indica um aumento significativo da fracção mineral de origem crustal, cuja concentração média aumenta para cerca de 26,9 µg/m3 (42%). Este facto é expectável, dado que as massas de ar provenientes das zonas áridas são constituídas essencialmente por materiais que provêm do solo (crusta terrestre). O aumento da fracção crustal é acompanhado, embora em menor escala, pelo aumento das fracções carbonácea e de aerossol secundário, ainda que o peso relativo destas duas fracções se mantenha praticamente igual. No entanto, há que ter em conta que apenas num destes dias (20 de Março de 2005) se verificou um agravamento significativo dos níveis de PM10 devido ao aumento do material crustal (que neste dia correspondeu a cerca de 60 µg/m3), sendo que a contribuição do evento natural nos restantes dias, embora relevante, foi menos significativa.

Fim de semana

12,78

30%3,79

9%

10,58

25%

1,73

4%

14,25

32%

Crustal Marinho Sec. Metais CO+CE

EN

3,22

5%

14,11

22%

19,74

30%

0,93

1%

26,90

42%

Crustal Marinho Sec. Metais CO+CE

Figura 7: : Composição relativa das PM10 recolhidas nos Olivais

Relativamente às amostras recolhidas na Escavadeira (Figura 8) verifica-se que o peso relativo do aerossol secundário é significativamente maior do que nas amostras recolhidas nos Olivais, correspondendo, em média, a cerca de 29% do total da massa colhida. Tal facto resulta principalmente dos elevados níveis de carbono orgânico (devido

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aos processos de combustão, típicos de unidades industriais) e de nitratos e sulfatos, que reflectem a influência do tipo de indústria localizada nas proximidades desta estação. A fracção predominante corresponde ao material crustal com 13,6 µg/m3, enquanto que o material carbonáceo contribui, em média nos dias de semana, com 12,4 µg/m3, igual massa está associada às emissões de gases que originam a formação de aerossol secundário, enquanto o aerossol marinho corresponde a 3,5 µg/m3 e os metais e outros elementos associados ao tráfego rodoviário contribuem com 1,2 µg/m3. As duas últimas fracções apresentam valores médios em massa e em percentagem bastante semelhantes aos dos Olivais, o que revela alguma homogeneidade entre estas duas EQAs. Quando se analisam os resultados das análises às amostras recolhidas no fim-de-semana na Escavadeira, observa-se uma diminuição acentuada do peso da fracção correspondente ao material crustal e um ligeiro aumento da maioria das restantes fracções. A excepção é o aerossol marinho que, quer em termos absolutos quer em termos relativos, é muito consistente nas duas situações (o que é consistente com uma influência marinha que não flutua muito diariamente, pois não depende de emissões antropogénicas). A fracção CO+CE predomina com 14,8 µg/m3 (35%), o material crustal corresponde a 8,5 µg/m3 (21%), o aerossol secundário representa 13,4 µg/m3 (32%), a fracção marinha corresponde a 3,1 µg/m3 (8%) e os metais e outros elementos associados ao tráfego rodoviário correspondem a 1,6 µg/m3 ou 4% do aerossol analisado. Mais uma vez deve ressalvar-se que os resultados relativos às amostras recolhidas durante o fim-de-semana são menos representativos, uma vez que o número de amostras analisadas é inferior.

Fim de semana

8,53

21%

3,12

8%

13,45

32%

14,83

35%

1,62

4%

Crustal Marinho Sec. metais CO+CE

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EN

16,64

24%0,21

0%

20,92

30%

0,89

1%

30,77

45%

Crustal Marinho Sec. metais CO+CE

Figura 8: Composição relativa das PM10 recolhidas na Escavadeira

Na Figura 9 observa-se a composição relativa das PM10 recolhidas na estação de tráfego da Av. Liberdade. As amostras recolhidas neste local apresentam uma fracção crustal predominante, representando cerca de 18,8 µg/m3 ou seja 44%. Para este facto contribui não só a concentração de fundo destes elementos presentes no local (cuja concentração é de um modo geral representada pela fracção crustal recolhida nos Olivais), como o incremento dos níveis de material crustal devido à ressuspensão provocada pela passagem de um número muito elevado de veículos que diariamente circula neste local. A segunda fracção com maior peso é constituída por CO+CE (sobretudo este último, o que reforça a origem antropogénica desta fracção) com cerca de 15,5 µg/m3 (36%), seguida do aerossol secundário que contribui com cerca de 5,2 µg/m3 ou 12% da massa colhida, em média. Uma explicação para os baixos níveis de partículas secundárias poderá ter a ver com o facto de a poluição presente na Avenida da Liberdade corresponder maioritariamente a aerossóis directamente emitidos pelo escape, não havendo, dada a elevada proximidade da estação relativamente à via de tráfego, oportunidade para a oxidação de grande parte das espécies gasosas que se transformarão em partículas (p.ex. reacções de formação de sulfatos e nitratos). A fracção marinha corresponde a 3,2 µg/m3, o que prova a enorme consistência na quantidade mássica desta fracção em todas as localizações apresentadas até aqui, as quais têm uma componente litoral importante. Finalmente, os metais e outros elementos associados ao tráfego rodoviário contribuem com 0,4 µg/m3, o que é consideravelmente inferior aos 1,2 µg/m3 (associados a cerca de 4%) registados na Escavadeira ou nos Olivais. Este resultado seria surpreendente e até pouco explicável numa localização de tão forte influência de tráfego como a Avenida da Liberdade mas explica-se meramente por razões analíticas, dado que neste local não foi possível analisar Arsénio e Cádmio, os quais têm um peso decisivo nesta componente particular de metais associados ao escape Durante o fim-de-semana, o material crustal diminui a sua predominância (14,2 µg/m3), provavelmente devido à diminuição da ressuspensão do material depositado na estrada, já que o tráfego rodoviário é menor nestes dias. A proporção das restantes fracções mantém-se praticamente constante, embora os níveis registados sejam ligeiramente inferiores. Apenas a fracção de aerossol marinho aumenta o seu peso absoluto (para 5,2 µg/m3).

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Fim de semana

5,15

14%

4,02

11%

0,30

1%

14,19

38%

13,05

36%

Crustal Marinho Sec. Metais CO+CE

EN

1,19

2%

7,72

15%

0,31

1%

17,96

35%

24,79

47%

Crustal Marinho Sec. Metais CO+CE

Figura 9: Composição relativa das PM10 recolhidas na Av. Liberdade

Como seria de esperar dada a natureza rural de fundo da estação da Chamusca, esta apresenta concentrações mássicas médias inferiores em todas as componentes analisadas, o que já havia sido registado na observação da Figura 6, pág. xix. A análise da composição química das amostras recolhidas nesta estação permite concluir que as fracções crustal e carbonácea são também predominantes neste local, embora as suas concentrações sejam significativamente menores (cerca de 5,2 e 4,5 µg/m3 respectivamente), contribuindo, em média, com cerca de 65% da massa de aerossol analisado nos dias de semana. A fracção marinha e as partículas secundárias representam, respectivamente, 13% e 18% do aerossol analisado, e os metais e outros elementos associados ao tráfego rodoviário contribuem com 0,6 µg/m3, valor significativamente inferior ao registado na EQA de fundo urbano dos Olivais. Durante o fim-de-semana, a composição relativa do aerossol mantém-se praticamente inalterada, verificando-se uma pequena diminuição do peso das fracções crustal e CO+CE e uma subida na componente de aerossol marinho (importante em termos percentuais mas com relativa pouca expressão em termos absolutos, isto é de massa).

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Fim de semana

4,59

32%

3,20

22%

3,55

25%

0,93

6%

2,11

15%

Crustal Marinho Sec. Metais CO+CE

Figura 10: Composição relativa das PM10 recolhidas na Chamusca

CONCLUSÕES A contribuição das fracções com origem maioritariamente natural é bastante significativa quando se analisa a composição química das PM10 recolhidas em diversas EQA com tipologias distintas, representativas das diferentes situações/locais/ambientes existentes na região de Lisboa e Vale do Tejo. O aerossol marinho contribui, em média, com cerca de 2-4 µg/m3 consoante a localização do ponto de amostragem se situe mais ou menos próximo do litoral, ao passo que a fracção crustal contribui com cerca de 5-18 µg/m3, podendo mesmo ultrapassar os 25 µg/m3 em dias de ocorrência de intrusão de massas de ar provenientes dos desertos africanos. Contudo, deve referir-se que o número de amostras recolhidas em dias de evento natural foi reduzido e não permite obter conclusões com maior robustez. No caso das partículas com origem antropogénica, verificou-se que o material carbonáceo (maioritariamente emitido pelo tráfego rodoviário em zonas urbanas) contribui, em média, com concentrações compreendidas no intervalo 5-15 µg/m3 e o aerossol secundário com um valor da ordem dos 3 a 13 µg/m3, tendo sido o máximo registado na Escavadeira (local tipicamente de influência industrial). A contribuição da fracção crustal é altamente variável, sobretudo na Av. Liberdade e na Escavadeira. Ambas são caracterizadas por uma fracção crustal que, em média, é no fim-de-semana 25% e 37, respectivamente, inferior à massa integrada nesta componente que é amostrada durante os dias de semana % (4,5 µg/m3 de diferença em 18 µg/m3 na Av. da Liberdade e 5 em 13,5 µg/m3 na Escavadeira). Os resultados obtidos permitem obter uma estimativa aproximada da contribuição regional (cuja origem será certamente maioritariamente natural) à qual se adicionará a contribuição originária das áreas urbanas (com origem maioritariamente antropogénica) e que se reflecte nos resultados obtidos para a EQA dos Olivais e da Av. Liberdade. No caso da EQA da Escavadeira, ter-se-á ainda de ter em conta a contribuição das fontes industriais, sobretudo ao nível da formação de aerossol secundário, componente que se revelou bastante expressiva neste local.

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