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Título: Sazonalidade da concentração de metais no material particulado (MP10) por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido
Título(s) alternativo(s): Seasonality of metal concentrations in particulate matter (MP10) by optical emission spectrometry with induced plasma
Autor(es): Scudeler, Ana Flávia
Orientador(es): Souza, Davi Zacarias de
Palavras-chave: Ar - Poluição
Poeira
Metais pesados
Ar - Controle de qualidade
Air pollution
Dust
Heavy metals
Ar quality management
Data do documento: 25-Mar-2024
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Francisco Beltrao
Citação: SCUDELER, Ana Flávia. Sazonalidade da concentração de metais no material particulado (MP10) por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental: Análise e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2024.
Resumo: O crescimento desordenado nos centros urbanos causa danos irreversíveis ao meio ambiente e a saúde humana. A problemática relacionada a poluição do ar tem sido um tema explorado nas últimas décadas, no entanto, a falta de dados em muitas regiões dificulta a criação de normativas e padrões de qualidade adequados. Estudos tem apontado a associação entre o material particulado (MP) presente na atmosfera e doenças do trato respiratório, afetando especialmente crianças e idosos. Essas partículas atmosféricas podem conter uma variedade de grupos orgânicos ou inorgânicos, como fuligem, metais ou mesmo material biológico. É relevante analisar a concentração e a composição química do MP para determinar seus efeitos na saúde levando em conta a sazonalidade das coletas. Este trabalho teve por objetivo estimar a concentração de metais presentes nas partículas com diâmetro aerodinâmico inferior a 10 micrometro (MP10) na atmosfera da cidade de Francisco Beltrão no Paraná, contribuindo dessa forma para a avaliação da qualidade do ar. Foram realizadas quatro campanhas de dez dias cada (24 horas consecutivas) na região central da cidade, utilizando um Amostrador de Grandes Volumes (AGV-MP10) e filtros de fibra de vidro. As coletas ocorreram observando os padrões sazonais: outono de 2021, inverno de 2021, primavera de 2021 e o verão de 2022. Das 40 amostras coletadas, todas estavam em conformidade com os padrões estabelecidos pela Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA nº 491/18), que é de 120 μg m-3, no entanto, oito exemplares estavam com valores acima das normas indicada pela Organização Mundial da Saúde (OMS), que é de 45 μg m-3. A amostra que apresentou maior concentração de MP foi dia 19/09/2021 (inverno-primavera) com um valor de 66,6 μg m-3, e a amostra que apresentou menor valor foi dia 15/12/21 com 8,0 μg m-3, na primavera-verão. Para a determinação dos metais foi utilizada a técnica de espectrofotometria de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). Os metais determinados no MP10 foram: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni e Pb. Dentre os metais analisados, o ferro foi o que apresentou maiores concentrações, com média sazonal no outono de 1,35 μg m-3, inverno de 1,39 μg m-3, primavera de 0,82 μg m-3 e verão de 0,50 μg m-3, seguido pelo crômio que apresentou concentração média sazonal maior no inverno de 0,05 μg m-3 e o cobre no outono de 0,01 μg m-3. Os demais metais não tiveram valores significativos durante a análise. A tendência sazonal observada nas concentrações do MP e na maioria dos metais, tiveram valores mais altos no período seco (outono, inverno) e mais baixos no período chuvoso (primavera, verão). Os resultados mostram que a cidade de Francisco Beltrão apresenta boa qualidade do ar com relação aos parâmetros avaliados no período de estudo. Entretanto, o aumento de veículos com uso de combustíveis fósseis, a queima de madeira como prática comum da região pode comprometer essa qualidade do ar.
Abstract: The disorderly growth in urban centers causes irreversible damage to the environment and human health. The issue related to air pollution has been an issue explored in recent decades, however, the lack of data in many regions makes it difficult to create adequate standards and quality standards. Studies have pointed out the association between particulate matter (PM) present in the atmosphere and respiratory tract diseases, especially affecting children and the elderly. These atmospheric particles can contain a variety of organic or inorganic groups, such as soot, metals or even biological material. It is relevant to analyze the concentration and chemical composition of PM to determine its effects on health, taking into account the seasonality of the collections. The objective of this study was to estimate the concentrations of metals present in particles with an aerodynamic diameter of less than 10 micrometers (PM10) in the atmosphere of the city of Francisco Beltrão in Paraná, thus contributing to the evaluation of air quality. Four campaigns of ten days each (24 consecutive hours) were carried out in the central region of the city, using a Large Volume Sampler (AGV-MP10) and fiberglass filters. Samples were collected according to seasonal patterns: fall 2021, winter 2021, spring 2021, and summer 2022. Of the 40 samples collected, all were in compliance with the standards established by the National Environmental Council (CONAMA No. 491/18), which is 120 μg m-3, however, eight specimens had values above the norms indicated by the World Health Organization (Who), which is 45 μg m-3. The sample with the highest concentration of PM was on 09/19/2021 (winter-spring) with a value of 66.6 μg m-3, and the sample with the lowest value was on 12/15/21 with 8.0 μg m-3, in spring-summer. Inductively coupled plasma optical emission spectrophotometry (ICP-OES) was used to determine the metals. The metals determined in MP10 were: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni and Pb. Among the metals analyzed, iron was the one with the highest concentrations, with a seasonal average of 1.35 μg m-3 in autumn, 1.39 μg m-3 in winter, 0.82 μg m-3 in spring and 0.50 μg m-3 in summer, followed by chromium, which had a higher seasonal average concentration in winter of 0.05 μg m-3 and copper of 0.01 μg m-3 in autumn. The other metals did not have significant values during the analysis. The seasonal trend observed in the concentrations of PM and in most metals had higher values in the dry season (autumn, winter) and lower in the rainy season (spring, summer). The results show that the city of Francisco Beltrão has good air quality in relation to the parameters evaluated during the study period. However, the increase in vehicles using fossil fuels, the burning of wood as a common practice in the region can compromise this air quality.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33934
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