Técnicas de amostragem de ar

III ENQAmb (III Encontro Nacional de Química Ambiental)

21 - 24 de março de 2006, Cabo Frio, RJ.

Por: Vânia Palmeira CamposUFBA – IQ -Dpto Química Analítica - LAQUAM(Laboratório de Química Analítica Ambiental)

Campus Universitário de Ondina, s/n , CEP:40-170-290, Salvador-BA – BRASIL Fone/Fax: 71-32374024

vaniaroc@ufba.br

?Avaliar efeitos de poluição sobre o homem e seu ambiente e identificar qualquer causa possível e relação de efeitos entre concentração de poluentes e efeitos sobre a saúde ou mudanças climáticas.

?Estudar e avaliar interações de poluentes e/ou níveis: Alocação de fontes, estudos do comportamento atmosférico de substâncias químicas e seu destino (forma original ou transformada)

?Controles legislativos de emissões de poluentes para assegurar a conformidade da qualidade do ar com padrões de emissão.

?Ativar procedimentos de emergência em áreas com tendências a episódios agudos de poluição.

?Obter registro histórico da qualidade ambiental, fornecendo uma base de dados para uso futuro ( estudos epidemiológicos).

O QUE NOS LEVA A MEDIR CONSTITUINTES ATMOSFÉRICOS ?

PROCESSOS INDICADOS POR AEROSSOIS MEDIDOSPROCESSOS INDICADOS POR AEROSSOIS MEDIDOS

• Queima de Biomassa ? Fuligem ? Orgânicos + ...

• Processos Biológicos ? Pântanos ? H2S,...Oceanos ? SO4

2-

Agricultura ? Al, Si, Zn, ... (óxidos)

• Desertificação ? Solos

• Erupções vulcânicas ? Gases ? S, Cl, F, Br...

• Queima de Combustível Fóssil ? Poluentes Primários : ? V, Ni, Se,Pb

e Poluentes Secundários : ? SO2 , NO2 ...

• Processos Industriais ? Poluentes Primários : ? As, Zn , Cu , Pb e Poluentes Secundários ? SO2 , NO2, Orgânicos, ...

Por que medir

aerossol

•Causam efeitos

•Indicam processos

ETAPAS DO PLANEJAMENTO

AMOSTRAL

Contínua DescontínuaSemi- contínua

ATIVA

gasosa

Adaptado de Beretta (2000) por Botelho....

Particulada

AMOSTRAGEM

denuder (úmido)

filtros impregnados

Difusão

Permeaçãorecipientes evacuados

bolsas

gasosa

PASSIVA

Particulada gasosaParticulada

ou gasosa

Monitores

contínuos

com pré-

concentraçãocom pré-

concentração

sem pré-

concentração

Criogenia Absorção em soluções

Adsorção em soluções

Amostragens ativas com pré -concentração: Tipos de técnicas

borbulhador e impinger

Borbulhadores em série

Transparência

Amostragens ativas com pré -concentração: Tipos de técnicas

espiral de vidro

Limpeza e impregnação das soluções absorvedoras

Lavar c/ H2O destilada e deionizada.

Secar c/ N2

Acrescentar volume adequado da solução absorvedora

Distribuir o volume por todo o tubo

Secar c/ N2

Acetona

Fechar as duas extremidades do tubo

c/Parafilm

Tipo de denuderTipo de denuder Volume e conc. Volume e conc. da sol. absorvedorada sol. absorvedora

Ác. Cítrico (90 cm) 1000 Ác. Cítrico (90 cm) 1000 ??L (0,2 %)L (0,2 %)NaF (90 cm)NaF (90 cm) 1000 1000 ??L (0,1 %)L (0,1 %)COCO33

22-- (90 cm) (90 cm) 1000 1000 ??L (0,2 %)L (0,2 %)COCO33

22-- (35 cm) (35 cm) 500 500 ??L (0,2 %)L (0,2 %)

Preparo dos Tubos DenuderPreparo dos Tubos Denuder

Abrir as extremidades dos tubos e fechar novamente uma delas c/ Parafilm

Acrescentar volume adequado de água deionizada

Inverter o tubo várias vezes

O extrato é transferido para tubo Eppendorf

Análise por CI

Tipo de denuderTipo de denuder Volume de Volume de águaágua

Ác. Cítrico (90 cm) 2000 Ác. Cítrico (90 cm) 2000 ??L L NaF (90 cm)NaF (90 cm) 2000 2000 ??L L COCO33

22-- (90 cm) (90 cm) 2000 2000 ??LLCOCO33

22-- (35 cm) (35 cm) 1000 1000 ??LL

Eluição das Espécies Fixadas nos Tubos DenuderEluição das Espécies Fixadas nos Tubos Denuder

NaFNaF –– denden (90 cm) 0,1 % ou CO(90 cm) 0,1 % ou CO3322-- 0,2 % 0,2 %

(T = 140ºC) : (T = 140ºC) : HH22SOSO44; ; NHNH44NONO33 e e NHNH44ClCl ((~ ~ 65 %)65 %)

COCO3322-- -- denden (35 cm): “(35 cm): “traptrap” para SO” para SO22 e He H22SS

NaFNaF denden (90 cm) 0,1 % ou CO(90 cm) 0,1 % ou CO3322-- 0,2 % 0,2 %

(T (T ambamb.) : .) : HNOHNO33 e HCle HCl

Filtro inferior: partículas Filtro inferior: partículas >> 2 2 ?? m m ImpactadorImpactador virtual : 138 L hvirtual : 138 L h--11

Sistema de termoSistema de termo--difusão:difusão:Amostragem de ácidos fortes e sais de amôniaAmostragem de ácidos fortes e sais de amônia

Filtro superior: partículas Filtro superior: partículas << 2 2 ?? m m Bomba à vácuoBomba à vácuo

Amostragens ativas com pré -concentração: Tipos de técnicas

Denuder úmido

DenuderDenuder úmidoúmido

?? Sistema composto de um ou Sistema composto de um ou dois tubos de difusão (dois tubos de difusão (denudersdenuders, , verticais, de vidro : 36 x 2,7 cm), verticais, de vidro : 36 x 2,7 cm),

no interior dos quais no interior dos quais percolapercola conticonti--nuamentenuamente, impulsionados por uma , impulsionados por uma bomba peristáltica, sobre uma meia bomba peristáltica, sobre uma meia

de poliamida, uma solução que fixará de poliamida, uma solução que fixará a espécie amostradaa espécie amostrada

(Exemplo para (Exemplo para HNO3HNO3: : NaFNaF 0,05 %) 0,05 %)

(Fluxo: 380 L h(Fluxo: 380 L h--11).).

E s q u e m a s d e t u b o s d e a d s o r ç ã oa ) u m s ó a d s o r v e n t e , m o s t r a n d o a v e d a ç ã o d a s e x t r e m i d a d e s b) le i to múlt iplo

a) tubo aço inox adsorvente tela inox (100 mesh)

tampas de vedação dos tubosamostragem dessorção

b) lã de vidro

amostragem dessorção

adsorventes tubo de vidro

força do adsorvente

Tubos Recheados

Lã de vidro Esferas de vidro

? Superfície de contato e a

eficiência de coleta

Adsorventessólidos

Retêmfortemente os

compostos condensados

Captura Criogênica

A amostra gasosa é succionada, condensada e em seguida congelada no interior de um tubo vazio ou empacotado com um material adequado, imerso em um fluido refrigerante

Exemplo de Sistema de crioamostragem

Tubo de coletavidro borossilicato

? ext 2 cm, ? int 1,8 cm, L 20 cm

Unidade de refrigeraçãoDanfoss

Líquido refrigerante R 502 T = - 50 a - 55oC Fluxo = 1L min-1

Tempo de coleta = 40 minVol. amostra : 300 - 1000? L