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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.14.2019.tde-03122012-181413
Documento
Autor
Nome completo
Rodrigo Marques
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2011
Orientador
Banca examinadora
Fornaro, Adalgiza (Presidente)
Goncalves, Fabio Luiz Teixeira
Kerr, Americo Adlai Franco Sansigolo
Pauliquevis Junior, Theotonio Mendes
Ynoue, Rita Yuri
Título em português
Avaliação temporal da composição química das águas de chuva e do material particulado inalável: estudo aplicado à Cuiabá-MT
Palavras-chave em português
composição química de águas de chuva
deposição seca
material particulado inalável
queimadas
Resumo em português
A cidade de Cuiabá, capital de Mato Grosso, sofre com a ação de queimadas por dois fatores: tanto por possuir uma estação seca (maio a setembro) e chuvosa (outubro a abril) definida, quanto por estar localizada ao sul do bioma Amazônico, em área de Cerrado. Assim, este trabalho teve o objetivo de estudar efeitos da sazonalidade e das condições meteorológicas na composição química de águas de chuva, deposição seca (dustfall) e material particulado fino (MP2,5) e grosso (MP2,5-10) em Cuiabá, entre 2006 e 2009. As águas de chuva apresentaram valores de pH variando entre 4,13 e 8,21, enquanto que as concentrações médias ponderadas pelo volume (MPV) foram de 5,03 para o período seco e 5,37 para o chuvoso. Os íons predominantes em ordem decrescente de concentração foram Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. As amostragens de deposição seca ocorreram entre os meses de agosto e setembro de 2006, 2007, 2008 e 2009, totalizando 121 amostras. As amostras apresentaram valor de pH mais alto que as águas de chuva, com média de 6,73, sendo os íons predominantes K+>Ca2+>Cl->NO3 - >NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Tanto nas águas de chuva quanto de deposição seca observaram-se correlações significativas entre K+ e Cl-, indicando influência das queimadas na composição iônica destas amostras. Por outro lado as relações observadas entre os íons NO3 -, SO4 2-, Ca+2 e NH4 + foram considerados como indicação de emissões das atividades da agropecuária; seja por uso de fertilizantes para plantio, nos esgotos rurais (criação intensiva de aves, suínos, gado) e também nas atividades de extração de calcário. Os resultados das avaliações do MP diários indicaram forte sazonalidade, apresentando concentrações médias de 13 g m-3 para MP2,5 na estação chuvosa, e 22,8 g m-3 na estação seca. Considerando o MP2,5-10 a variação foi de 25,6 g m-3 a 55,8 g m-3 entre as estações chuvosa e seca. As concentrações do BC variaram entre 0,61 e 17,8 g m-3, e 0,05 e 4,47 g m-3 nas frações de MP2,5 e MP2,5-10, portanto cerca de 80% estava presente na fração do MP2,5. Aplicando modelos receptores através do balanço químico de massa, verificouse que as queimadas contribuíram com até 30% da composição do MP2,5, enquanto que o solo foi responsável por até 34% da composição do MP2,5-10. As concentrações diárias do particulado indicaram que existem duas realidades em Cuiabá, sendo uma existente durante a estação chuvosa em função das baixas concentrações de MP2,5 e MP2,5-10, que atendem aos parâmetros das resoluções da OMS. Outra realidade é a encontrada durante a estação seca, onde as concentrações superam os parâmetros estabelecidos, seja pela OMS ou pela resolução do CONAMA n° 03/1990, chegando a resultados superiores a 150 g m-3 de MP10. Em geral, as baixas concentrações encontradas nas águas de chuva em Cuiabá mostram que a cidade ainda não foi impactada pelo fenômeno de chuva ácida, possibilitando a discussão sobre a viabilidade do aproveitamento de água de chuva para uso domestico. Os resultados também indicaram que este tipo de amostragem simultânea (águas de chuva, MP10 e deposição seca) apresenta a vantagem de garantir representação para grande espectro de tamanho das partículas atmosféricas. Além do que, o método de amostragem de deposição seca (dustfall) também se mostrou um método eficiente e de baixo custo para medidas de aerossóis atmosféricos onde haja dificuldade de recursos financeiros para equipamentos automáticos de medidas.
Título em inglês
Temporal evaluation of the rainwater chemical composition and inhalable particulate matter: study applied to Cuiaba-MT
Palavras-chave em inglês
biomass burning
dustfall
inhalable particulate matter
Rainwater chemical composition
Resumo em inglês
Cuiabá City, capital of Mato Grosso State, suffers with biomass burning for different reasons: seasonality to have a defined dry and wet season, and localization to be in the southern Amazon biome, in Savanna area. So, this work intends to research seasonal effects of meteorology conditions in the chemical composition of rainwater, dustfall and fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) fraction of inhalable particulate matter in this city between 2006 and 2009. Values of rainwater pH samples have varied between 4,13 and 8,21 volume weight mean (VWM) were 5,03 and 5,37 for dry and wet season respectively Predominant ions were Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. Dustfall samples were collected during August and September of 2006-2009, total of 121 samples. Generally dustfall pH values were higher than rainwater, mean of 6,73, have being predominant ions K+>Ca2+>Cl- >NO3 ->NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Both of rainwater and dustfall samples were observed significant correlations, indicating biomass burning influence in the chemical composition of samples. Also were observed correlations between NO3 -, SO4 2-, Ca2+ e NH4 + that can indicate influence of agricultural activities, fertilizes use, rural sewage and limestone exploration. Results of PM daily concentrations have indicated a high seasonality, with mean of 13 g m-3 in the wet season, and 22.8 g m-3 in the dry season for PM2.5. For PM2.5-10 concentrations, results were 25.6 and 55.8 g m-3 during wet and dry season. Black carbon concentrations have varied between 0.61 and 17.8 g m-3, and 0.05 and 4.47 for PM2.5 and PM2.5-10, where about 80% was from PM2.5. Utilizing chemical mass balance from receptor models, has verified that biomass burning is responsible for 30% of PM2.5 composition, and the dust soil is responsible for 34% of PM2.5-10 composition. These concentrations have indicated that there are two realities, being one during wet season due lower concentrations of PM2.5 and PM2.5-10, agreement with OMS guidelines. Other reality occur during dry season when concentrations can be higher than 150 g m-3. Low rainwater concentrations indicate that Cuiabá City, being a continental area, has not been impacted with the acid rain phenomenon, and possibility a discussion about rainwater domestic uses. Results also show that this kind of simultaneous sampler (rainwater, inhalable particulate matter and dustfall) present advantage to represent all specter of size aerosols. One of benefits offered by the dustfall sampled method is its efficiency, furthermore its low costs in measuring allows the sampling in regions it is not possible to acquire automatic sampler.
 
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Data de Publicação
2019-01-22
 
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