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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.85.2019.tde-13112023-154105
Documento
Autor
Nome completo
Marcos Antonio Hortellani
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Sarkis, Jorge Eduardo de Souza (Presidente)
Azevedo, Juliana de Souza
Figueiredo, Ana Maria Graciano
Vasconcellos, Perola de Castro
Título em português
Monitoração ambiental de metais do grupo da platina (Pt, Pd e Rh) em amostras de poeira (road dust) coletadas em vias com tráfego intenso de veículos na cidade de São Paulo
Palavras-chave em português
Elementos do Grupo da Platina
ICPMS
incerteza da medida
paládio
platina
poeira de rua
ródio
Resumo em português
Na poeira acumulada nas ruas das cidades ("road dust"), encontra-se a presença de platina, paládio e ródio (Elementos do Grupo da Platina, os EGPs) liberados, devido aos desgastes com o uso, pelos catalisadores automobilísticos utilizados nos escapamentos, para controle das emissões de gases poluentes. Amostras de "road dust" de algumas das principais vias de tráfego intenso da cidade de São Paulo foram avaliadas quanto aos EPGs em 18 (dezoito) locais estrategicamente escolhidos e amostradas em 3 (três) campanhas de coleta (julho de 2008, julho - agosto de 2016 e julho de 2018). Para a realização deste trabalho foi utilizada metodologia para amostragem, preparação das amostras, digestão, separação dos interferentes da matriz por cromatográfica por troca iônica e a análise dos íons dos EGPs por espectrometria de massa com fonte de plasma, ICP-MS. A separação cromatográfica foi otimizada pelo acompanhamento da manutenção da razão isotópica natural, comprovando-se a eliminação dos íons interferentes durante a separação. A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando-se os parâmetros de seletividade, efeito matriz, faixa de trabalho, linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), precisão, exatidão e recuperação. Foi estimada a incerteza da medida, composta pela combinação da incerteza analítica e a incerteza de amostragem. Foi calculado o índice de poluição por metais, MPI, e o fator de enriquecimento, EF, dos EGPs. Nessas amostras foram quantificados os elementos nos intervalos: Pt (2,6 - 227 ng g-1), Pd (16,3 - 1875 ng g-1) e Rh (2,02 - 257 ng g-1). Os pontos de coleta das poeiras localizados na Av. da Consolação, na Av. Paulista e na Av. Rebouças, próximo às avenidas Consolação e Paulista, todas regiões com tráfego intenso e lento de veículos, apresentaram os valores mais elevados das concentrações dos EGPs e, portanto, também os maiores índices de poluição, "metal pollution index" (MPI), e dos fatores de enriquecimento "EF", evidenciando que esses EGPs são originários do desgaste dos catalisadores automotivos. Foram verificadas alterações nas razões entre os EGPs de 2008, 2016 e 2018, principalmente o aumento na concentração de paládio e diminuição na concentração da platina, diferenças essas ocorridas de acordo com as alterações feitas pela indústria automobilística nos catalisadores devido ao alto custo da platina.
Título em inglês
Environmental monitoring of metals from platinum group elements (Pt, Pd e Rh), in road dust samples collected in high traffic routes of the São Paulo city
Palavras-chave em inglês
ICPMS
measurement uncertainty
palladium
platinum
platinum group elements
rhodium
road dust
Resumo em inglês
The presence of platinum, palladium and rhodium (Platinum Group Elements, PGEs) in the road dust comes from the direct release of the automobile catalysts used in the exhausts, to control pollutant gas emissions, due abrasion. Road dust samples from some of the main highways from São Paulo city were evaluated in 18 (eighteen) strategically chosen locations and sampled in 3 (three) collection campaigns (July 2008, July - August 2016 and July 2018). To perform this work, methodology was used for sampling, sample preparation, digestion, separation of matrix interferents by ion exchange chromatography and analysis of the PGEs by mass spectrometry, ICP-MS. The chromatographic separation was optimized by monitoring the maintenance of the natural isotope ratio, proving the elimination of the interfering ions during the separation. The validation of the proposed methodology was performed using the parameters of selectivity, matrix effect, working range, linearity, limits of detection (LD) and quantification (LQ), precision, accuracy and recovery. The measurement uncertainty, compounded by the combination of analytical uncertainty and sampling uncertainty, was estimated. The metal pollution index, MPI, and the enrichment factor, EF, of the PGEs were calculated. In these samples the range quantified of the elements were: Pt (2.6 - 227 ng g-1), Pd (16.3 - 1875 ng g -1) and Rh (2.02 - 257 ng g-1). The dust collection points located on Av. Consolação, Av. Paulista and Av. Rebouças close to Consolação and Paulista avenues, all regions with intense and slow vehicle traffic, presented the highest values of PGEs and therefore, also the highest metal pollution index (MPI) and enrichment factors (EF), showing that these PGEs originate from the wear of automotive catalysts. Changes in the PGEs ratios were observed between the road dust samples from 2008, 2016 and 2018, mainly the increase in the palladium concentration and decrease in the platinum concentration. Differences that occurred according to the changes made by the automotive industry in the catalysts due to the high cost of platinum.
 
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Data de Publicação
2023-11-14
 
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