Aerossol carbonoso: contribuição para a sua caracterização - Almeida, Elza Maria de Assunção (2011)
O conhecimento da composição química do aerossol atmosférico é essencial e de grande interesse tanto para os estudos climáticos como para avaliação de efeitos na saúde e ambiente. Um dos principais constituintes do aerossol atmosférico é o material carbonoso, sendo este constituído pelas fracções de carbono orgânico (CO), carbono elementar (CE) e carbonatos (CC). O material carbonoso particulado pode ser quantitativamente determinado por diversas técnicas, sendo a análise pelo método termo-óptico a mais usual. A presença de material carbonatado nas amostras de aerossóis representa uma potencial interferência na quantificação de CO e CE pelos métodos termo-ópticos, pelo que é recomendada a exposição das amostras a uma atmosfera ácida durante várias horas. Os métodos NIOSH, IMPROVE e mais recentemente o método desenvolvido e denominado por EUSAAR, são exemplos de métodos de análise termo-óptica com protocolos de temperatura diferentes. No Departamento de Ambiente e Ordenamento (DAO) também se desenvolveu um sistema e método de análise termo-óptico que tem vindo a ser usado há mais de uma década. Atendendo ao histórico de dados sobre o material carbonoso em aerossóis existente no DAO, considerou-se do maior interesse a realização de uma inter-comparação entre os métodos DAO e EUSAAR, representando este último o método proposto para ser adoptado na rede Europeia. O presente trabalho, teve como objectivo não só a realização do estudo de inter-comparação entre os dois métodos termo-ópticos referidos anteriormente, como ainda avaliar o efeito da acidificação na quantificação de CO, CE e CT. Deste modo foram usadas amostras quer de atmosferas de fundo urbano quer amostras provenientes de ensaios de queima doméstica realizados num fogão (recuperador de calor). Paralelamente a este estudo foi também adaptado e desenvolvido um método para quantificação de carbonatos em aerossóis. O método desenvolvido foi usado para quantificação de carbonatos em amostras de diferentes origens: urbanas e túnel rodoviário. Na análise comparativa entre amostras PM2,5 acidificadas/ não acidificadas, de proveniência urbana efectuada com 5 réplicas para cada amostra, pelos dois métodos, DAO e EUSAAR verificou-se na generalidade que as diferenças nos resultados não são significativas. No entanto, na aplicação do teste estatístico t, constatou-se que nalguns componentes carbonáceos individualizados por cada um dos métodos, a hipótese nula, não era confirmada. Na análise das amostras provenientes da queima doméstica, a acidificação das amostras não conduziu a diferenças significativas na quantificação do CT, tendo-se observado no entanto uma maior variabilidade na distribuição das diferentes fracções de material carbonoso. A inter-comparação dos métodos termo-ópticos, DAO e EUSAAR, revelou que quando as análises são efectuadas com pequena diferença temporal, os resultados são equivalentes. Em relação à comparação de resultados obtidos no âmbito deste trabalho pelo método EUSAAR e os obtidos anteriormente pelo método DAO para as mesmas amostras, apesar de apresentar uma boa correlação entre si na quantificação de CO e CT, ocorre uma diminuição significativa de material entre os dois momentos. Em relação à quantificação de CE, a correlação entre métodos é bastante inferior mas em média não se verifica diminuição de material como seria de esperar, visto o CE não estar sujeito a perdas por volatilização como pode ocorrer na fracção orgânica. Por último, na quantificação de carbonatos verifica-se a importância destes nas amostras da fracção grosseira, principalmente quando estas provêm de zonas ricas em depósitos calcários. Por exemplo, em Coimbra amostras de PM2,5-10 colhidas numa estação de fundo urbano mostraram que os carbonatos podem ter uma contribuição para o CT superior à do CE, representando entre 2 a 37% do CT presente no material particulado. Amostras colhidas em igual período na cidade do Porto apresentam em média concentrações de carbonatos bastante inferiores às observadas em Coimbra. A quantificação de carbonatos em amostras de PM2,5 colhidas igualmente numa estação de fundo urbano revelou apenas níveis vestigiais desta forma de carbono. De igual modo não foram assinaladas quantidades significativas de carbonato nas fracções de material particulado com dimensões entre 1 e 10 μm de diâmetro provenientes de um túnel rodoviário (Lisboa), representando menos de 1% do CT quantificado nas mesmas.