Análise da Concentração em Massa e Composição Elementar do Material Particulado Fino (mp2,5) em Cachoeira Paulista, São Paulo: Agosto de 2010 a Outubro de 2011

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16221The MP2.5 has been subject of various studies about air pollution, due to its negative effect on human health, as well asthe direct and indirect effects on the climate energetic balance. The Paraíba Valley is a region that presents serious atmospheric pollution problems, considering its location, topography and economic activities. MP2.55 was sampled daily from August 2010 to October 2011 in Cachoeira Paulista city, located in the north of the Valley, and close to Via-Dutra highway which is characterized by intense traffic mainly trucks. The mass and elemental concentrations were determined bygravimetric and x-rays fluorescence techniques, respectively. The daily average value of 25 µg/m3recommended by the World Health Organization (WHO) exceeded in 71 days during the period of study,while the annual average concentration of 19.8 µg/m³ was almost twice the value of the WHO recommendation (10 µg/m3). The elemental concentration analysis showed high average values of sulfur (462 ng/m³), silicon (332 ng/m³), aluminum (187 ng/m³), potassium (163 ng/m³), iron (137 ng/m³), calcium (42,4 ng/m³) and zinc (35,4 ng/m³) to all the period. The variability of potassium concentrations was related to the biomass burning observed in the region. The occurrence of raining was a favorable aspect to the decrease of the MP2.5 concentrations, reaching the average value of 14.68 ± 12.27 µg/m³, lower than 21.54± 1.,31µg/m³ in the dry period.O MP2.5 tem sido objeto de vários estudos sobre poluição do ar, devido ao seu efeito negativo à saúde humana, além dos efeitos diretos e indiretos no balanço energético e, portanto, no clima. O Vale do Paraíba, devido à sua localização, topografia e características econômicas é uma região que apresenta problemas de poluição atmosférica, sendo escolhida para o presente estudo a cidade de Cachoeira Paulista, localizada ao norte do Vale, e próxima à Rodovia Dutra a qual é caracterizada por tráfico intenso principalmente de caminhões. Amostragens de MP2,5foram realizadas no período de agosto de 2010 a outubro de 2011. Nestas amostras foram determinadas concentrações em massa e composição elementarpor gravimetria e fluorescência de raios-x, respectivamente. Foram observados 71 dias de ultrapassagem do valor da recomendação diária (25 mg/m3) de MP2.5pela Organização Mundial da Saúde (OMS) durante o período estudado. Enquanto que a concentração média anual de 19,8 µg/m³ foi quase o dobro da recomendação da OMS (10mg/m3). As concentrações elementares mostraram altos valores médios de enxofre (461,7 ng/m³), silício (331,9 ng/m³), alumínio (187,4 ng/m³), potássio (163,4 ng/m³), ferro (137,4 ng/m³), cálcio (42,4 ng/m³) e zinco (35,4 ng/m³) para todo o período estudado.

Urban air pollution: a representative survey of PM2.5 mass concentrations in six Brazilian cities

In urban areas of Brazil, vehicle emissions are the principal source of fine particulate matter (PM2.5). The World Health Organization air quality guidelines state that the annual mean concentration of PM2.5 should be below 10 μg m−3. In a collaboration of Brazilian institutions, coordinated by the University of São Paulo School of Medicine and conducted from June 2007 to August 2008, PM2.5 mass was monitored at sites with high traffic volumes in six Brazilian state capitals. We employed gravimetry to determine PM2.5 mass concentrations, reflectance to quantify black carbon concentrations, X-ray fluorescence to characterize elemental composition, and ion chromatography to determine the composition and concentrations of anions and cations. Mean PM2.5 concentrations and proportions of black carbon (BC) in the cities of São Paulo, Rio de Janeiro, Belo Horizonte, Curitiba, Recife, and Porto Alegre were 28.1 ± 13.6 μg m−3 (38% BC), 17.2 ± 11.2 μg m−3 (20% BC), 14.7 ± 7.7 μg m−3 (31% BC), 14.4 ± 9.5 μg m−3 (30% BC), 7.3 ± 3.1 μg m−3 (26% BC), and 13.4 ± 9.9 μg m−3 (26% BC), respectively. Sulfur and minerals (Al, Si, Ca, and Fe), derived from fuel combustion and soil resuspension, respectively, were the principal elements of the PM2.5 mass. We discuss the long-term health effects for each metropolitan region in terms of excess mortality risk, which translates to greater health care expenditures. This information could prove useful to decision makers at local environmental agencies

Not available.

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da alteração parcial de uma microbacia hidrográfica na composição química dos sedimentos em suspensão das águas de drenagem. A microbacia, com uma área de 164ha, está localizada no nordeste da Amazônia, no Estado do Amapá (00º55\'29,2\" N; 51º59\'32,6\" W). Nessa bacia hidrográfica, cerca de 30ha, na parte jusante, foram desmatados. As alterações, nessa parte da bacia hidrográfica, foram causadas pelas atividades de mineração de manganês em sua vizinhança. Essas alterações foram desmatamento parcial, depósitos de pilhas de rejeitos de minério (bota fora) e construção de estradas para passagem de máquinas e veículos em geral. Para desenvolver este estudo, efetuou-se a comparação entre a composição química dos sedimentos em suspensão produzidos na área natural da microbacia com os sedimentos em suspensão produzidos na parte degradada da bacia hidrográfica. Para tal, foram coletadas, semanalmente, amostras de sedimentos em suspensão nas águas do igarapé Pedra Preta, nos períodos de Jun/93 a Jun/94 e Jun/95 a jul/96. Nessas amostras, foram analisados os íons \'Na POT.-\', \'K POT.-\', \'Mg POT.2+\', \'Al POT.3\', \'Fe POT. 3+\', \'SiO IND.2\', \'Mn POT.2+\'. Os resultados mostraram que, devido às alterações, a quantidade de material total em suspensão exportado na foz da bacia hidrográfica foi, em média, cerca de 10 vezes maior em relação à saída na sub-bacia natural. Os valores médios das concentrações dos íons analisados nos sedimentos em suspensão apresentaram-se sempre significativamente maiores na foz da microbacia do que na saída da sub-bacia natural, devido à contribuição da área degradada. Verifica-se, através da análise estatística, que os valores médios das espécies químicas presentes nos sedimentos em suspensão, são significativamente diferentes entre a área natural e a área degradada. Os resultados da análise de correlação indicam que existe uma associação inter elementos, podendo-se dividi-los em dois grupos: \'Al POT.3+\', \"Fe POT.3+\', \'SiO IND.2\', \'Mn POT.2+\', associados às argilas do tipo caulinita e aos minerais de minério presentes na bacia e \'Na POT.+\', \'K POT.+\', \'Mg POT.2+\', \'CaPOT.2+\' e \"SiO IND.2\' associados às argilas, às micas, aos minerais primários das rochas existentes no leito do rio e ao material alóctone formado pelas pilhas de rejeito de minério. Os sedimentos em suspensão apresentaram a mesma composição mineralógica nos dois locais amostrados, sendo o argilo-mineral dominante a caulinita, contendo traços de mica e goethita. Na sub-bacia hidrográfica da área natural, o período chuvoso é responsável por cerca de 50% de carga total exportada de sedimentos em suspensão, enquanto, na área desmatada, para esse mesmo período, representa cerca de 73% da carga total exportada. Estes resultados indicam que, mesmo que ocorra um reflorestamento em PF, induzindo a uma diminuição na produção de sedimentos em suspensão, pode-se concluir que o mesmo não ocorrerá em relação à erosão química. A presença de material alóctone, formando pilhas de rejeito de minério, continuará sofrendo intemperismo químico e, portanto, mobilizando as espécies químicas para a solução.The objective of this research was to study the influence of the partial alteration upon the suspended sediments chemical composition in the stream water of a small catchment. The small catchment, with an area of 164 ha, is located at the northeastern Amazonia, in The Amapá State (00°55\'29.2\"N; 51°59\'32.6\"W), Brazil. The lower part of the catchment, around 30 ha, was partially altered due to deforestation and manganese mining related activities (road constructions and sterile material deposits). This research focuses on the comparison between the suspended sediments chemical composition produced in the natural undisturbed area with the one produced in the altered area of the catchment. In order to achieve the goals, weekly stream water suspended sediments samples were collected from the igarapé Pedra Preta, during the periods from JUN/93 - JUN/94 and JUN/95 - JUL/96. These samples were analyzed for Na, K, Mg, Ca, Al, Fe, SiO2 and Mn elements. The results showed that due to the alteration the total load suspended matter in disturbed area was around 10 times higher, then the outcome load from the natural undisturbed area. Concerning the suspended sediments ionic concentrations mean values, it is observed that they were always higher in the disturbed area compared with the natural undisturbed area. Statistical analysis done on the suspended sediments ionic concentration data showed that the mean values were statistically different in the two areas. The results of the correlation analysis suggest an inter elements association that could be splited in two groups: Al, Fe, SiO2, and Mn, associated with clay minerals, to kaolinite group, and to the manganese ores present in the catchment and Na, K, Mg, Ca and SiO2 associated with the clay and mica minerals of the bedrock existent on the river bed and with the aloctone sterile material deposits. The suspended sediments presented the same mineralogical composition for the two sites, being the principal clay mineral the kaolinite with traces of mica and goethite. In the natural undisturbed area during the wet period the suspended sediments load was 50% of the total exported load while within disturbed area this percentage was around 73% of the total suspended sediment load. As general conclusion, this study shows that, even if the lower portion of the catchment undergoes a reforestation program to minimize the suspended sediments production, the chemical weathering will remain. This process occurs due to the presence of the aloctone material within the sterile deposits which promotes a mobilization of the chemical species to the stream water

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O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da alteração parcial de uma microbacia hidrográfica na composição química dos sedimentos em suspensão das águas de drenagem. A microbacia, com uma área de 164ha, está localizada no nordeste da Amazônia, no Estado do Amapá (00º55\'29,2\" N; 51º59\'32,6\" W). Nessa bacia hidrográfica, cerca de 30ha, na parte jusante, foram desmatados. As alterações, nessa parte da bacia hidrográfica, foram causadas pelas atividades de mineração de manganês em sua vizinhança. Essas alterações foram desmatamento parcial, depósitos de pilhas de rejeitos de minério (bota fora) e construção de estradas para passagem de máquinas e veículos em geral. Para desenvolver este estudo, efetuou-se a comparação entre a composição química dos sedimentos em suspensão produzidos na área natural da microbacia com os sedimentos em suspensão produzidos na parte degradada da bacia hidrográfica. Para tal, foram coletadas, semanalmente, amostras de sedimentos em suspensão nas águas do igarapé Pedra Preta, nos períodos de Jun/93 a Jun/94 e Jun/95 a jul/96. Nessas amostras, foram analisados os íons \'Na POT.-\', \'K POT.-\', \'Mg POT.2+\', \'Al POT.3\', \'Fe POT. 3+\', \'SiO IND.2\', \'Mn POT.2+\'. Os resultados mostraram que, devido às alterações, a quantidade de material total em suspensão exportado na foz da bacia hidrográfica foi, em média, cerca de 10 vezes maior em relação à saída na sub-bacia natural. Os valores médios das concentrações dos íons analisados nos sedimentos em suspensão apresentaram-se sempre significativamente maiores na foz da microbacia do que na saída da sub-bacia natural, devido à contribuição da área degradada. Verifica-se, através da análise estatística, que os valores médios das espécies químicas presentes nos sedimentos em suspensão, são significativamente diferentes entre a área natural e a área degradada. Os resultados da análise de correlação indicam que existe uma associação inter elementos, podendo-se dividi-los em dois grupos: \'Al POT.3+\', \"Fe POT.3+\', \'SiO IND.2\', \'Mn POT.2+\', associados às argilas do tipo caulinita e aos minerais de minério presentes na bacia e \'Na POT.+\', \'K POT.+\', \'Mg POT.2+\', \'CaPOT.2+\' e \"SiO IND.2\' associados às argilas, às micas, aos minerais primários das rochas existentes no leito do rio e ao material alóctone formado pelas pilhas de rejeito de minério. Os sedimentos em suspensão apresentaram a mesma composição mineralógica nos dois locais amostrados, sendo o argilo-mineral dominante a caulinita, contendo traços de mica e goethita. Na sub-bacia hidrográfica da área natural, o período chuvoso é responsável por cerca de 50% de carga total exportada de sedimentos em suspensão, enquanto, na área desmatada, para esse mesmo período, representa cerca de 73% da carga total exportada. Estes resultados indicam que, mesmo que ocorra um reflorestamento em PF, induzindo a uma diminuição na produção de sedimentos em suspensão, pode-se concluir que o mesmo não ocorrerá em relação à erosão química. A presença de material alóctone, formando pilhas de rejeito de minério, continuará sofrendo intemperismo químico e, portanto, mobilizando as espécies químicas para a solução.The objective of this research was to study the influence of the partial alteration upon the suspended sediments chemical composition in the stream water of a small catchment. The small catchment, with an area of 164 ha, is located at the northeastern Amazonia, in The Amapá State (00°55\'29.2\"N; 51°59\'32.6\"W), Brazil. The lower part of the catchment, around 30 ha, was partially altered due to deforestation and manganese mining related activities (road constructions and sterile material deposits). This research focuses on the comparison between the suspended sediments chemical composition produced in the natural undisturbed area with the one produced in the altered area of the catchment. In order to achieve the goals, weekly stream water suspended sediments samples were collected from the igarapé Pedra Preta, during the periods from JUN/93 - JUN/94 and JUN/95 - JUL/96. These samples were analyzed for Na, K, Mg, Ca, Al, Fe, SiO2 and Mn elements. The results showed that due to the alteration the total load suspended matter in disturbed area was around 10 times higher, then the outcome load from the natural undisturbed area. Concerning the suspended sediments ionic concentrations mean values, it is observed that they were always higher in the disturbed area compared with the natural undisturbed area. Statistical analysis done on the suspended sediments ionic concentration data showed that the mean values were statistically different in the two areas. The results of the correlation analysis suggest an inter elements association that could be splited in two groups: Al, Fe, SiO2, and Mn, associated with clay minerals, to kaolinite group, and to the manganese ores present in the catchment and Na, K, Mg, Ca and SiO2 associated with the clay and mica minerals of the bedrock existent on the river bed and with the aloctone sterile material deposits. The suspended sediments presented the same mineralogical composition for the two sites, being the principal clay mineral the kaolinite with traces of mica and goethite. In the natural undisturbed area during the wet period the suspended sediments load was 50% of the total exported load while within disturbed area this percentage was around 73% of the total suspended sediment load. As general conclusion, this study shows that, even if the lower portion of the catchment undergoes a reforestation program to minimize the suspended sediments production, the chemical weathering will remain. This process occurs due to the presence of the aloctone material within the sterile deposits which promotes a mobilization of the chemical species to the stream water

Analysis of the mass concentration and elemental composition of the fine\ud particulate matter (PM2.5) in Cachoeira Paulista, São Paulo: from\ud September 2010 to September 2011

The goal ofthis study is analyze the effect ofthe meteorological parameters on the\ud variability ofthe mass concentration and elemental composition ofPM2.5 (fine particulate\ud matter) in Cachoeira Paulista, city located in Paraíba Valley, in São Paulo state. The Paraíba\ud Valley is surrounded by four federal highways and is between the two major Brazilian\ud economic poles: São Paulo and Rio de Janeiro. As a consequence, it presents high traffic of\ud heavy vehicles, which use as main fuel the diesel oil. Polycarbonate filters with 37 mm of\ud diameter were used to sampling of 24 hours in Harvard Impactor (Harvard School of Public\ud Health), from September 9th 2010 to September ih 2011, in CPETEC (latitude: 22.68°S,\ud longitude: 45,01°W). The measurement ofmass concentration was taken by weighing the\ud polycarbonate filter on electronic microbalance with 1 ug readability (43D model of Diffusion\ud Systems Ltd.). On the step ofweighting, the filters were maintained in an environment with\ud temperature and relativity humidity controlled (22±2°C e 45±3%). The analyses ofthe\ud elemental composition were taken by fluorescence ofrays-X technique in equipment\ud Shimadzu, EDX 700HS model. The total of 299 samples were obtained that presented annual\ud 19.8±27,8 ug.m" average mass concentration, overtaking the stipulated value ofWorld Health\ud Organization (WHO) of 10 ug.m". The overtaking ofthe WHO's daily standard (25 ug.m")\ud happened in 50 days during the analyzed period. The elements which present the higher\ud concentration were AI (187 ng.m"), Si (332 ng.m"), S (462 ng.m"), K (163 ng.m") and Fe\ud (137 ng.m"). Differently of sulfur, it was observed significantseasonality to K, with higher\ud concentrations in dry periods and burning events.Título: V SIC: Interação oceano-atmosfera: impactos climáticos no presente e cenários futuros. Eventos simultâneos ao V SIC: Encontro Sul Brasileiro de Meteorologia, 5. Florianópolis, Brasil, 2013; Congresso Latino-Americano e Ibérico de Meteorologia da FLISMET, 15. Florianópolis, Brasil, 2013

Vehicle aerosol emissions from road tunnels in sao paulo, brazil

Vehicular emissions can be determined by measurements inside road tunnels. Such studies can provide information about emissions factors of in-use vehicles. Emission factors (EFs) are used to estimate vehicular emissions and are described as the amount of species emitted per vehicle distance driven or per volume of fuel consumed. This work presents tunnel measurements results of fine particles (PM2.5), coarse particles (PM2.5-10), inhalable particulate mater (PM10), black carbon (BC) and size distribution of PM10 performed in two tunnels in Sao Paulo, Brazil, namely Janio Quadros (TJQ) and Maria Maluf (TMM), on March and May 2004 respectively. Concentrations of PM2.5 and PM2.5-10 were measured with a MiniVOL sampler and PM10 size distribution with a MOUDI cascade impactor, while concentrations of BC were estimated by reflectance analysis of each sampled filter. TJQ carried mainly light-duty vehicles (LDVs), whereas TMM carried both LDVs and heavy-duty vehicles (HDVs). EFs for HDVs and LDVs were derived based on measurements of particles, CO and CO2. In TJQ, 84.7% of the fleet consisted of cars; 7.5%, motorcycles, 3.9%, taxis and 3.8% HDV (vans and light trucks). In TMM there was a different distribution: 74% cars, 12.5% motorcycle, 1.5% taxi and 12.3% HDVs. The EFs estimated by this work for BC, PM10, PM2.5-10 and PM2.5 in the TJQ were 16.4, 226.3, 133.6 and 93.2 mg .km-1, respectively. The contribution of HDVs in emissions of BC, PM10, PM2.5-10and PM2.5 were in average 27, 3, 5, and 2 times higher than LDVs. PM10 EF for HDVs was 1.2 times higher than that found during dynamometer test and generally, the particles emissions are higher in São Paulo tunnels compared to other cities of the world. In a California roadway tunnel, in the United States, HDVs also emitted 37 times more BC mass per unit mass of fuel burned compared to LDVS..Pages: 175-18