Doutoramento em Ciências e Engenharia do AmbienteAtualmente, a poluição atmosférica constitui uma das principais causas
ambientais de mortalidade. Cerca de 30% da população europeia residente em
áreas urbanas encontra-se exposta a níveis de poluição atmosférica
superiores aos valores- limite de qualidade do ar legislados para proteção da
saúde humana, representando o tráfego rodoviário uma das principais fontes
de poluição urbana. Além dos poluentes tradicionais avaliados em áreas
urbanas, os poluentes classificados como perigosos para a saúde (Hazard Air
Pollutants - HAPs) têm particular relevância devido aos seus conhecidos
efeitos tóxicos e cancerígenos. Neste sentido, a avaliação da exposição tornase
primordial para a determinação da relação entre a poluição atmosférica
urbana e efeitos na saúde.
O presente estudo tem como principal objetivo o desenvolvimento e
implementação de uma metodologia para avaliação da exposição individual à
poluição atmosférica urbana relacionada com o tráfego rodoviário. De modo a
atingir este objetivo, foram identificados os parâmetros relevantes para a
quantificação de exposição e analisados os atuais e futuros potenciais
impactos na saúde associados com a exposição à poluição urbana. Neste
âmbito, o modelo ExPOSITION (EXPOSure model to traffIc-relaTed aIr
pOllutioN) foi desenvolvido baseado numa abordagem inovadora que envolve
a análise da trajetória dos indivíduos recolhidas por telemóveis com tecnologia
GPS e processadas através da abordagem de data mining e análise geoespacial.
O modelo ExPOSITION considera também uma abordagem
probabilística para caracterizar a variabilidade dos parâmetros microambientais
e a sua contribuição para exposição individual. Adicionalmente, de forma a
atingir os objetivos do estudo foi desenvolvido um novo módulo de cálculo de
emissões de HAPs provenientes do transporte rodoviário.
Neste estudo, um sistema de modelação, incluindo os modelos de transporteemissões-
dispersão-exposição, foi aplicado na área urbana de Leiria para
quantificação de exposição individual a PM2.5 e benzeno. Os resultados de
modelação foram validados com base em medições obtidas por monitorização
pessoal e monitorização biológica verificando-se uma boa concordância entre
os resultados do modelo e dados de medições. A metodologia desenvolvida e
implementada no âmbito deste trabalho permite analisar e estimar a
magnitude, frequência e inter e intra-variabilidade dos níveis de exposição
individual, bem como a contribuição de diferentes microambientes,
considerando claramente a sequência de eventos de exposição e relação
fonte-recetor, que é fundamental para avaliação dos efeitos na saúde e
estudos epidemiológicos. O presente trabalho contribui para uma melhor
compreensão da exposição individual em áreas urbanas, proporcionando
novas perspetivas sobre a exposição individual, essenciais na seleção de
estratégias de redução da exposição à poluição atmosférica urbana, e
consequentes efeitos na saúde.Currently, air pollution represents one of the main environmental causes of
mortality. About 30% of European citizens in urban areas are exposed to air
pollution levels that exceed the air quality limits set by the legislation for the
protection of human health, with road transport being the most significant
pollution source. In addition to the traditional air pollutants evaluated in urban
areas, the hazardous air pollutants (HAPs) has been the subject of particular
concern because of their known toxic and carcinogenic effects. In this sense, the
evaluation of exposure becomes essential in determining the relationship
between urban air pollution and health effects.
The main objective of the current study is the development and implementation
of a consistent approach for the quantification of individual exposure to trafficrelated
air pollutants. For this purpose, relevant parameters of exposure
quantification were identified and the current and future potential impacts on
human health associated with exposure to urban air pollution were analysed. In
this context, the ExPOSITION model (EXPOSure model to traffIc-relaTed aIr)
was developed by using a novel approach based on the trajectory analysis of
the individuals collected by mobile phones with GPS and processed using the
data mining approach and geo-spatial analysis within GIS. Also, the
ExPOSITION model considers a probabilistic approach to characterize the
variability of microenvironmental parameters and its contribution to personal
exposure. Additionally, in order to achieve the objectives of the current study, a
new module to quantify emissions of traffic-related HAPs was developed.
In this study, a modelling system, including transport-emissions-dispersionexposure
models was applied to the Leiria urban area for quantification of
individual exposure to PM2.5 and benzene. The modelling results were validated
based on measurements obtained by personal monitoring and biological
monitoring evidencing a good agreement between the model results and
measurement data. The methodology developed and implemented in this work
allows to estimate and analyse the magnitude, frequency and the inter and intravariability
of personal exposure levels, as well as the contribution of different
microenvironments, clearly addressing the sequence of exposure events and
source-receptor relationship, which is essential for health impact assessment
and epidemiological studies. This research work contributes to a better
understanding of individual exposure in urban areas, providing new perspectives
on individual exposure, essential in the selection of strategies to reduce
exposure to urban air pollution and related health effects