Caracterização das concentrações de ozono de fundo em Portugal - Gerardo, Pedro Miguel Aguiar (2011)
O ozono é um oxidante muito reactivo que é formado na atmosfera terrestre. Na troposfera o ozono é responsável por inúmeros malefícios associados à poluição do ar, tais como as alterações climáticas, problemas de saúde e destruição de materiais. Para uma melhor definição das estratégias de controlo da poluição é importante ter em consideração as concentrações de ozono de fundo presentes no ar, isto é, aquelas concentrações que ocorrem na atmosfera na ausência de emissões locais antropogénicas. Este trabalho visa caracterizar as concentrações de ozono de fundo em Portugal continental. Para tal foram seleccionadas as estações de fundo com eficiências superiores a 80%, das quais resultou um período de estudo de 4 anos (de 2005 a 2008). Em Portugal as estações de fundo encontram-se divididas por ambientes: rural, suburbano e urbano. Consideraram-se 4 estações rurais, 4 estações suburbanas e 12 estações urbanas, com maior representatividade na região litoral norte. A análise da série temporal referente às concentrações horárias de ozono permitiu verificar que podemos encontrar os maiores níveis de ozono no ambiente rural, para os quais em muito contribui a estação de Lamas de Olo, com concentrações máximas na ordem dos 360 μg.m-3. Verificou-se, igualmente, que as estações suburbanas e urbanas apresentam máximos de ozono de 270 μg.m-3 e 250 μg.m-3, respectivamente. A mediana das concentrações de ozono apresenta o seu máximo na Primavera, nomeadamente no mês de Abril, em todos os ambientes estudados. Este fenómeno não se encontra exaustivamente debatido mas, admite-se que pode ser a conjugação de um aumento anormal da actividade fotoquímica e das trocas de massa entre a estratosfera e a troposfera, cujas correntes de convecção se encontram no máximo nesta altura do ano. Por outro lado, os máximos de ozono são observados no Verão. A estimativa dos níveis de ozono de fundo baseou-se na análise da distribuição das probabilidades cumulativas, directamente relacionadas com as baixas concentrações de dióxido de azoto na atmosfera. Sabendo que os níveis de ozono têm uma variação sazonal pronunciada, a estimativa do ozono de fundo foi feita em base mensal e para cada tipo de ambiente. No ambiente rural as concentrações de ozono de fundo variam entre 56 e 85 μg.m-3, no ambiente suburbano entre 50 e 75 μg.m-3 e, no ambiente urbano o ozono de fundo varia entre 54 e 87 μg.m-3, dependendo do mês em análise. Diversos estudos demonstraram que os níveis de ozono de fundo estão a aumentar em diversas partes do mundo. Assim, a sua caracterização torna-se essencial tendo em vista a integração desta variável nos modelos de previsão da qualidade do ar, na avaliação do impacto das alterações climáticas e na definição de estratégias no âmbito da gestão da qualidade do ar. ABSTRACT: The ozone is a reactive oxidant gas that is produced in the Earth’s atmosphere. Tropospheric ozone is responsible for many air pollution impacts, such as, climate change, health problems and material destructions. For a better assessment of the air pollution control strategies the characterization of the background ozone levels is an important issue to be taken into account. Background ozone concentrations are defined as those ambient pollutant concentrations in the atmosphere that would occur in the absence of local anthropogenic emissions. The aim of this work is to characterize the background ozone concentrations in Portugal. In this study, only the air quality stations with an acquisition efficiency of 80%, or higher (based on hourly concentrations values), have been selected. The analysed time-series ranges from 2005 to 2008. In Portugal, air quality background stations are divided in rural, suburban and urban stations. For this work, 4 rural stations, 4 suburban stations and 12 urban stations were selected. Concerning the hourly ozone time-series between 2005 and 2008, higher ozone levels were found at the rural environment, where the maximum ozone concentrations can reach 360 μg.m-3. Maximum ozone concentrations are about 270 μg.m-3 in suburban areas and 250 μg.m-3 in urban sites. The median of the hourly ozone concentrations presents its maximum in Spring, namely in April, in all the studied environments. The presence of this Spring ozone peak is still on debate among the scientific community, but it seems that both, enhanced photochemistry and stratospheric/tropospheric exchange, are reasonably hypothesis. Summer ozone maximums were also observed. Background ozone levels were estimated based on the analysis of the cumulative distribution function of the hourly ozone concentrations, related with low concentrations of nitrogen dioxide in the atmosphere. Since ozone levels are season dependent, monthly background ozone estimates were made for all studied environments. The analysis showed that background ozone in rural environments ranges from 56 to 85 μg.m-3, depending on the month. In suburban and urban areas, baseline ozone is 50-75 μg.m-3 and 54-87 μg.m-3, respectively. In several parts of the world it is reported that the background ozone levels are increasing. In this sense, its characterization is fundamental namely for the assessment of the impacts of climate change, for air quality modelling and in scope of air quality management strategies.