[pt] ESTUDO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO EM ÁREAS URBANAS, COM QUEIMADAS E NATURAIS DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

[en] STUDY OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF ATMOSPHERIC PARTICULATE MATTER IN URBAN, BURNED, AND NATURAL AREAS OF THE STATE OF RIO DE JANEIRO

[pt] LUIS FHERNANDO MENDONÇA DA SILVA

[pt] SENSOR

[pt] MODELAGEM ATMOSFERICA

[pt] COMPOSICAO QUIMICA

[pt] MATERIAL PARTICULADO

[en] SENSOR

[en] ATMOSPHERIC MODELLING

[en] CHEMICAL COMPOSITION

[en] PARTICULATE MATTER

[pt] A poluição do ar continua a ser um grande desafio ambiental, afetando a qualidade do ar e a saúde humana em escala global. Este estudo integra os resultados de várias análises realizadas em diferentes regiões do Rio de Janeiro, com foco no material particulado fino (PM2,5) e sua composição química. Foram analisados carbono negro (BC), elementos traços, íons solúveis, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e hidrocarbonetos alifáticos, sacarídeos, nitro e oxi-HPA e mercúrio. Além disso, foram estudadas as emissões de NOx de veículos pesados e aplicada a modelagem atmosférica às reações fotoquímicas na região metropolitana do Rio de Janeiro. As coletas foram realizadas de fevereiro de 2022 a junho de 2023 usando filtros de fibra de vidro e de quartzo em três locais com diferentes níveis de urbanização: Gávea (área urbana), Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO, área de proteção ambiental) e Campos dos Goytacazes (urbano com queima de biomassa).Foram observadas variações espaciais e sazonais significativas nas concentrações de PM2,5, com os níveis mais altos registrados no PARNASO e os mais baixos em Campos. Os níveis de BC também foram altos no PARNASO, provavelmente devido à queima de combustíveis fósseis e biomassa, enquanto em Campos a queima de biomassa teve um papel predominante. A análise de íons solúveis identificou Cl-, Na+, SO42- e NO3- como os principais constituintes, sendo o sulfato principalmente de origem antropogênica. As concentrações de Hg apresentaram variação sazonal, sendo mais elevadas na estação seca e em áreas influenciadas pela queima de cana-de-açúcar. A distribuição do HPA e seus derivados, e n-alcanos indicaram forte contribuição da combustão de gasolina e diesel, enquanto os sacarídeos serviram como traçadores da queima de biomassa. O estudo também analisou as emissões de NOx de veículos pesados, destacando uma grande variabilidade nos fatores de emissão entre os diferentes veículos avaliados. As emissões foram influenciadas por características como peso do veículo, potência do motor, idade e condições de manutenção, refletindo o impacto das especificidades da frota na qualidade do ar urbano. Além disso, a relação entre a velocidade média e os fatores de emissão indicou que certas faixas de operação dos veículos podem contribuir para um aumento na liberação de NOx, o que pode ter implicações na formação de ozônio (O3) na região metropolitana do Rio de Janeiro A modelagem atmosférica foi utilizada para avaliar a distribuição espacial e temporal dos poluentes, revelando discrepâncias entre as concentrações simuladas e observadas de O3 e NO2. Esses desvios sugerem a necessidade de refinamento dos perfis de emissão e uma melhor representação dos compostos orgânicos voláteis (VOCs) nos modelos, especialmente em áreas industriais e de tráfego intenso. Os resultados reforçam a necessidade de políticas públicas voltadas à melhoria da qualidade do ar, monitoramento contínuo e estratégias eficazes de controle de emissões para mitigar a poluição atmosférica em áreas urbanas e preservadas. A integração de dados observacionais com técnicas avançadas de modelagem atmosférica é essencial para aprimorar as avaliações da qualidade do ar e implementar medidas eficazes de mitigação.

[en] Air pollution remains a major environmental challenge, impacting air quality and human health. This study analyzes fine particulate matter (PM2.5) and its chemical composition in three regions of Rio de Janeiro: Gávea (urban area), Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO, protected environmental area) e Campos dos Goytacazes (urban with biomass burning) focusing on BC, trace elements, soluble ions, PAH, n-alkanes and saccharides. In addition, modeling of ozone concentrations and other pollutants, and real-time monitoring of NOx emissions from heavy vehicles in the Metropolitan Region of Rio de Janeiro were performed. Samples were collected from February 2022 to June 2023 using glass fiber and quartz filters. PM2.5 concentrations varied spatially and seasonally, with the highest levels in PARNASO and the lowest in Campos. BC was more abundant in PARNASO, likely from fossil fuels and wildfire, while biomass burning dominated in Campos. SO42-, NO3-, Cl-, and Na+ were the main ions, with sulphate of anthropogenic origin. Hg levels were higher in the dry season, possibly linked to sugarcane burning. PAH and n-alkanes indicated contributions from fossil fuel combustion, with saccharides serving as tracers of biomass burning. NOx emissions from heavy vehicles varied due to weight, engine power, age, and maintenance. Atmospheric modeling showed discrepancies between simulated and observed O3 and NO2 levels, highlighting the need for improved emission profiles and VOC representation. The results emphasize the importance of monitoring, public policies, and emission control to mitigate air pollution.

ADRIANA GIODA

RICARDO QUEIROZ AUCELIO

RICARDO JORGENSEN CASSELLA

ADRIANA GIODA

GRACIELA ARBILLA DE KLACHQUIN

PEROLA DE CASTRO VASCONCELLOS

GIOVANA ANCESKI BATAGLION

2025-05-05

2025-03-14

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=70236@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=70236@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.70236