Volatile organic compounds (VOCs) are fundamental in the atmospheric reactions, producing tropospheric ozone (O3) and secondary organic aerosols (SOA). Among the VOCs, hydrocarbons (HCs) stand out, including the aromatics compounds (e.g., BTEX: benzene, toluene, ethylbenzene, m,p- and o-xylenes) being emitted directly into the atmosphere, in urban areas, by vehicle exhausts, fuel evaporation, solvent use, emissions of natural gas, and industrial processes. São Paulo is the Brazilian state with the largest territorial occupation and more than 47 million inhabitants, added to the greater economic development and the largest automotive fleet, causing degradation of air quality. At metropolitan area of São Paulo (MASP) the vehicle fleet of more than 7 million vehicles has been recognized as the main cause of air pollution events. But health problems and complaints from the population around an important industrial and petrochemical complex at MASP have also received special attention. In this context, the present study evaluated the HCs close to the Capuava Petrochemical Complex (CPC) in MASP, from 2016 to 2022. In the first step were analyzed data of different HCs based hourly sampling in two different sites during different days, 2016-2017. In the second part were analyzed severe uncontrolled emissions of particulate matter (PM) and VOCs (April-May 2021) from the CPC, based in Capuava air quality station (AQS, CETESB) data and applying the Gaussian plume model AERMOD (steady-state plume model), estimating the concentrations of VOC and particulate matter (PM10). Finally, an analysis of benzene and toluene hourly data was provided from six air quality stations (Capuava, Paulínia, Cubatão, Pinheiros, São José dos Campos e São José-Vista Verde) of São Paulo state, from 2017 to 2022. The results of sampling (Tenax tubes) and analysis (GC-FID) showed that in the surroundings of the CPC, the most abundant compounds were toluene (1.5 ± 1.1 ppbv), cis-2-hexene (1.4 ± 1.9 ppbv), benzene (0.55 ± 0.66 ppbv) and m+p-xylene (0.58 ± 0.3 ppbv). The correlations and ratios among BTEX showed the influence from industrial sources despite vehicular emissions have been the main sources of these compounds around CPC. The estimation of the potential impacts associated to CPC emissions for the formation of secondary pollutants showed that aromatic compounds represented ~98 % and ~68% of the total SOA and O3 formation, respectively. The estimation of the lifetime cancer risk (LCR) due to benzene was six times higher than the EPA recommendation and could negatively affect the populations health in this region. The episode of uncontrolled emissions (April-May 2021) compared to the four previous years showed increase in the mean concentrations by a factor of 2 for PM10, benzene, and toluene, reaching maximum values during the episode: 174 µg m-3 (PM10), 22.8 ppb (benzene) and 14.3 ppb (toluene). AERMOD showed that the VOC plume had the potential to reach a large part of Mauá and Santo André municipalities, with the potential to affect the health of more than 1 million inhabitants. Finally, the CETESB AQS analyses for the period (2017-2022), benzene shows higher annual mean concentrations at the sites located in industrialized areas (Capuava 2017: 0.78 ppb; Cubatão 2018: 0.70 ppb; Capuava 2019: 0.78 ppb, 2020: 0.72 ppb, 2021: 1.15 ppb and 2022: 0.78 ppb), however, a less clear profile was observed for toluene, since the higher concentrations were observed for industrial or urban-traffic areas (Capuava 2017: 1.3 ppb; Pinheiros 2018: 1.7 ppb; 2019: 1.2 ppb; São José dos Campos 2020: 1.7 ppb; Capuava 2021: 1.4 ppb and Cubatão 2022: 1.5 ppb). Additionally diurnal profiles of toluene at industrial areas do not corresponds to typical traffic emissions. The estimation of LCR due to benzene was ranged from 1.0 x 10-6 to 1.0 x 10-5, reaching up ten times higher than the EPA recommendation. This observation provides an overview of the concentrations for the other industrial areas in São Paulo state. Results provided significantly important information on the effects of airborne emissions from the Capuava petrochemical and industrial complex on air quality in a densely urbanized area, analyzing data from an official AQS, modeled (AERMOD) and measurements results for an area with high potential of air contamination in Brazil.

Os compostos orgânicos voláteis (COVs) são fundamentais nas reações atmosféricas, produzindo ozônio troposférico (O3) e aerossóis orgânicos secundários (SOA). Dentre os COVs, destacam-se os hidrocarbonetos (HCs), incluindo os compostos aromáticos (ex. (BTEX: benzeno, tolueno, etilbenzeno, m,p- e o-xilenos) sendo emitido diretamente na atmosfera, em áreas urbanas, por escapamentos de veículos, evaporação de combustível, uso de solventes, emissões de gás natural e processos industriais. São Paulo é o estado brasileiro com maior ocupação territorial e mais de 47 milhões de habitantes, somado ao maior desenvolvimento econômico e à maior frota automotiva, causando degradação da qualidade do ar. Na região metropolitana de São Paulo (RMSP), em particular, a frota de mais de 7 milhões de veículos tem sido reconhecida como a principal causa de eventos de poluição do ar, mas problemas de saúde e queixas da população do entorno de um importante complexo industrial e petroquímico do MASP também receberam atenção. Nesse contexto, o presente estudo avaliou os HCs próximos ao Complexo Petroquímico de Capuava (CPC) na RMSP, no período de 2016 a 2022. Na primeira etapa foram analisados dados de diferentes HCs com base em amostragens horárias em dois locais diferentes durante, 2016-2017. Na segunda parte do estudo foram analisadas as emissões descontroladas de material particulado (PM) e COVs, que ocorreu entre abril e maio de 2021 no CPC, com base nos dados da estação de qualidade do ar de Capuava (CETESB) e aplicando o modelo de pluma gaussiana AERMOD (steady-state plume model), estimamos as concentrações de COV e PM10. Finalmente, uma análise dos dados horários de benzeno e tolueno foi fornecida, para seis estações de qualidade do ar (Capuava, Paulínia, Cubatão, Pinheiros, São José dos Campos e São José-Vista Verde) inseridas no estado de São Paulo, de 2017 a 2022. Os resultados de amostragem (cartuchos Tenax) e análise (GC-FID) mostraram que no entorno do CPC, os compostos mais abundantes foram tolueno (1,5 ± 1,1 ppbv), cis-2-hexeno (1,4 ± 1,9 ppbv), benzeno (0,55 ± 0,66 ppbv) e m+p-xileno (0,58 ± 0,3 ppbv). As correlações e proporções entre BTEX mostraram a influência de fontes industriais, apesar das emissões veiculares terem sido as principais fontes desses compostos no entorno do CPC. A estimativa dos potenciais impactos associados às emissões de CPC para a formação de poluentes secundários mostrou que os compostos aromáticos representaram ~98 % e ~68% da formação total de SOA e O3, respectivamente. A estimativa do risco de câncer ao longo da vida devido ao benzeno foi seis vezes maior do que a recomendação da EPA e pode afetar negativamente a saúde da população nesta região. Quando comparamos o episódio de emissões descontroladas (abril-maio de 2021) em relação aos quatro anos anteriores mostrou-se um aumento nas concentrações médias por um fator de 2 para PM10, benzeno e tolueno, atingindo valores máximos durante o episódio: 174 µg m-3 (PM10), 22,8 ppb (benzeno) e 14,3 ppb (tolueno). Além disso, as simulações com o AERMOD demonstraram que a pluma de COV teve potencial para atingir grande parte dos municípios de Mauá e Santo André, podendo afetar a saúde de mais de 1 milhão de habitantes. Por fim, nas análises dos dados das estações da CETESB, para o período (2017-2022), o benzeno apresentou maiores concentrações médias anuais nas estações localizadas em áreas industrializadas (Capuava 2017: 0,78 ppb; Cubatão 2018: 0,70 ppb; Capuava 2019: 0,78 ppb, 2020: 0,72 ppb, 2021: 1,15 ppb e 2022: 0,78 ppb). Entretanto, um perfil menos nítido foi observado para o tolueno, pois as maiores concentrações foram observadas para áreas industriais ou de tráfego urbano (Capuava 2017: 1,3 ppb; Pinheiros 2018: 1,7 ppb; 2019: 1,2 ppb; São José dos Campos 2020: 1,7 ppb; Capuava 2021: 1,4 ppb e Cubatão 2022: 1,5 ppb). Além disso, os perfis diurnos de tolueno em áreas industriais não correspondem às emissões típicas do tráfego. A estimativa do risco de câncer devido à exposição ao benzeno variou de 1,0 x 10-6 a 1,0 x 10-5, chegando a ser dez vezes maior do que a recomendação da EPA. Essa observação fornece uma visão geral das concentrações para os demais complexos industriais do estado de São Paulo. Os resultados forneceram informações significativas sobre os efeitos das emissões atmosféricas do complexo petroquímico e industrial de Capuava na qualidade do ar, em uma área densamente urbanizada, analisando dados oficiais (CETESB), modelados (AERMOD) e resultados de amostragens (cartuchos TENAX) para uma área com alto potencial de contaminação do ar no Brasil.