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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.44.2001.tde-11092015-093709
Document
Author
Full name
Cristiane Aily Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2001
Supervisor
Committee
Babinski, Marly (President)
Andrade, Maria de Fatima
Pimentel, Marcio Martins
Title in Portuguese
Caracterização isotópica de Pb na atmosfera: um exemplo da cidade de São Paulo
Keywords in Portuguese
Geoquímica isotópica
Poluição atmosférica
Abstract in Portuguese
O presente trabalho teve como objetivo a determinação das composições isotópicas e concentrações de Pb em amostras de material particulado com diâmetro inferior a 10 'mü'm ('PM IND. 10') e água de chuva da cidade de São Paulo, a fim de definir seu nível de contaminação e caracterizar isotopicamente a atmosfera e suas prováveis fontes poluentes. As amostras de material particulado foram coletadas em filtros de teflon, na Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira, Universidade de São Paulo, no período de agosto de 1999 a setembro de 2000. Os procedimentos químico-analíticos empregados foram desenvolvidos e/ou adaptados da literatura durante esta pesquisa. As composições isotópicas foram determinadas por Espectrometria de Massa Termoiônica, e as concentrações obtidas pela técnica de Diluição Isotópica. As razões isotópicas 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' e 'ANTPOT. 208 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' no 'PM IND. 10' variaram entre 0,786 e 0,875 e 1,934 e 2,119, definindo uma reta quando plotadas no diagrama 'ANTPOT. 208 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' vs. 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'. As concentrações variaram entre 3,02 e 254,52 ng/'m POT. 3', sendo que o valor médio é cerca de 15 vezes menor do que o limite de 1,5 'mü'g/'m POT. 3' estabelecido pela CETESB. As amostras de água de chuva apresentaram composições isotópicas semelhantes às determinadas no 'PM IND. 10' coletado no mesmo dia, indicando que os aerossóis são carreados pela chuva. As análises das possíveis fontes poluentes tais como, gasolina e etanol ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'= 0,839-0,873), fuligem de escapamento ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'= 0,858-0,890) e material particulado proveniente de emissões industriais coletado em filtros de fibra de vidro ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'= 0,781--0,861), apresentaram razões isotópicas dentro do mesmo intervalo definido por 84% das amostras de 'PM IND. 10' ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'= ) 0,849-0,870) confirmando sua participação na poluição por Pb antropogênico da atmosfera da cidade de São Paulo. Entretanto, 15% das amostras de material particulado mostraram composições isotópicas mais radiogênicas, evidenciando a existência de uma importante fonte de Pb, com razões 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' < 0,780, a qual não foi claramente identificada. Essas razões foram obtidas, principalmente, em amostras coletadas durante os finais de semana e nos meses de novembro/1999 a abril/2000. Uma amostra de particulado proveniente de emissão industrial apresentou razão 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' de cerca de 0,790. No entanto, o branco do filtro também apresentou razão isotópica similar, impedindo a confirmação de que essa emissão industrial seria a fonte radiogênica. As razões obtidas em poeira de rua mostram-se bastante variáveis, com valores 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' entre 0,838 e 0,945, sugerindo que tenham sido transportadas de outros locais, através de massas de ar ou agregadas aos veículos. O Pb geogênico regional apresentou razões isotópicas não radiogênicas ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'= 0,909-0,932) confirmando que sua participação é pouco significativa considerando o Pb total presente na atmosfera de São Paulo.
Title in English
Not available.
Keywords in English
Not available.
Abstract in English
The aim of this study was to determine the lead isotopic compositions and its concentration from particulate matter with diameter lower than 10 'mu' ('PM IND. 10') and rainwater of the São Paulo city, in order to identify the contamination level, to characterize its isotopic signatures and of it's the possible pollutant sources. The ('PM IND.10') samples were collected on clean Teflon filters for the period of August/1999 to September/2000, on campus of the University of São Paulo. The analytical procedures were developed and/or adapted from the literature. Lead isotopic ratios were measured by Thermal Ionization Mass Spectrometry (TIMS), and lead concentrations were measured using the Isotopic Dilution technique. The 'PM IND. 10' 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' ratios range from 0.786 to 0.875, and 'ANTPOT. 208 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' from 1,934 to 2.119, defining an array on the Pb diagram. Pb concentations range from 3.02 to 254.52 ng/m³, averaging about 15 times lower than the limit of 1.5 'mu'g/m³ established by CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental). Rainwater samples displayed the same isotopic ratios measured on 'PM IND. 10' collected on the same day, thus indicating that aerosols are scavenged by rain. Analyses of possible pollutants such as gasoline and ethanol ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' = 0.839-0.873), soot from vehicle exhaust pipes ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'=0.858-0.890), and particulate material from industrial emissions collected on fiberglass filters ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'=0.781-0.861) mostly yielded isotopic compositions falling into an interval defined by 84% of the 'PM IND. 10' samples ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'= 0.840-0.870) showing that they are important sources of anthropogenic Pb to the atmosphere of the São Paulo metropolitan area. However, 15% of the 'PM IND. 10' samples are more radiogenic, indicating a significant, unidentified radiogenic source ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' < 0.780), evident mainly in samples collected during weekends and from November/1999 to April/2000. One industrial emission sample showed a 'ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' of ca. 0.790, but a blank filter also presented a similar value, thus impeding confirmation of this industrial emission as the radiogenic source. Pb ratios measured on street gutter sweepings present a large interval ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb'=0,838-0,945) suggesting that they could have been transported from different regions. Regional background geogenic lead yielded non-radiogenic values ('ANTPOT. 207 Pb'/'ANTPOT. 206 Pb' = 0.909-0.932) confirming that this Pb is insignificant in the atmospheric lead budget of São Paulo.
 
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Publishing Date
2015-09-15
 
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