Intensive care units (ICU) and Surgical Center are noteworthy environments, because patients with poor health that frequent these places are subjected to acquire infections from the air of these environments. The aim of this study was to evaluate the air quality during the dry and rainy seasons of air-conditioned rooms of the NICU, neonatal intensive care unit, (A, B and C) , surgical center and exterior area at the University Hospital HUPAA/UFAL, Maceió-AL, for parameters recommended by ANVISA, and identify the mycoflora found and quantify the bacteria in the air. A number of 22 points of collects were performed, totaling 220 samples of air taken through the methodology specified by ANVISA s No. 9 Resolution, which consists in the definition of the parameters of bioaerosol, CO2, temperature, relative humidity, air velocity and aerialdispersoids. Macro and microscopic features were compared in order to identify the mycoflora and yeasts were identified by PCR with species-specific primers. From the 3.839 fungal colony forming units (CFU) isolated, 1.085 CFU were identified as belonging to 21 genera distributed among 63 species. Mycelia Sterilia with 121 CFU (11.1%) and Cladosporium cladosporioides with 78 CFU (7.2%) were the most frequent species in rainy season. Among the yeast species, Candida parapsilosis and C. tropicalis had the biggest frequency, both with four isolates corresponding to 4.7% each. The means were statistically significant for the parameters CO2, temperature, humidity and aerialdispersoids, not being significant for the air speed parameter. The observed values shows that the environments tested in the hospital were out of compliance for most of the parameters recommended by health surveillance in relation to the indoor air quality. Corrective measures are needed to remedy the possible sources of contamination in hospitals in order to comply with the four technical standards recommended by the National Agency for Sanitary Vigilance, contributing to the reduction of the levels of hospital infection, and the number of deaths related to it. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / As UTI s e o centro cirúrgico são ambientes hospitalares que merecem destaque, pois os pacientes nestes locais estão sujeitos a adquirir infecções provenientes do ar desses ambientes por apresentarem a saúde debilitada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade do ar durante os períodos seco e chuvoso dos ambientes internos climatizados A, B e C da UTN, do centro cirúrgico e do ponto externo do Hospital Universitário HUPAA/UFAL, Maceió-AL, com relação aos parâmetros recomendados pela ANVISA, além de identificar a microbiota fúngica e quantificar as bactérias presentes no ar. Foram realizadas 22 coletas, totalizando 220 amostragens de ar realizadas através da metodologia indicada pela Resolução nº 9 da ANVISA que consiste na determinação dos parâmetros de bioaerossóis, CO2, temperatura, umidade relativa, velocidade do ar e aerodispersóides. Para identificação dos fungos filamentosos foram comparadas as características macro e microscópicas e as leveduras foram identificadas através da técnica de PCR com iniciadores espécie-específicos. Das 3.839 UFC fúngicas isoladas foram identificadas 1.085 UFC pertencentes a 21 gêneros distribuídos em 63 espécies, sendo Mycelia Sterilia com 121 (11,1%) UFC e Cladosporium cladosporioides com 78 (7,2%) UFC as espécies mais freqüentes no período chuvoso. Entre as leveduras, Candida parapsilosis e C. tropicalis foram as mais ocorrentes, ambas com quatro isolados correspondendo a 4,7% cada. As médias foram estatisticamente significativas para os parâmetros CO2, temperatura, umidade relativa, aerodispersóides e bioaerossóis, não sendo significativas para o parâmetro velocidade do ar. Os valores observados demonstram que os ambientes hospitalares estudados estavam fora de conformidade para maioria dos parâmetros recomendados pela vigilância sanitária em relação à qualidade do ar de interiores. Medidas corretivas são necessárias para remediar as possíveis fontes de contaminação nas unidades hospitalares de forma a atender as quatro normas técnicas preconizadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária, contribuindo para minimizar os níveis de infecção hospitalar e o número de óbitos a esta relacionados.

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Programa de Pós-Graduação em Vigilância Sanitária / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Taxonomia, Bioquímica e Bioprospecção de Fungos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A qualidade do ar em ambientes internos vem recebendo uma crescente atenção no Brasil na última década, e seus efeitos sobre a saúde humana têm sido objeto de intensivos estudos devido à grande diversidade de substâncias químicas, particulados e agentes biológicos encontrados nestes ambientes. Os contaminantes biológicos mais encontrados são principalmente fungos e bactérias. Nesse contexto, a ANVISA adotou os fungos como indicadores biológicos da qualidade do ar por meio da Resolução n° 9 de 16 de janeiro de 2003. O objetivo desse trabalho foi determinar a qualidade do ar de dois Hospitais Públicos. Avaliações quantitativas e qualitativas de contaminantes fungicos viáveis foram realizadas, para o controle e prevenção de riscos à saúde dos trabalhadores, pacientes e frequentadores destes ambientes. Além de isolar e identificar espécies do gênero Aspergillus para um levantamento das espécies mais frequentes no interior dos hospitais, também foram avaliadas a influência da temperatura e umidade relativa do ar nos níveis de contaminação. Foi proposta uma tabela de fator de risco em relação as espécies isoladas do gênero Aspergillus. As coletas das amostras de ar foram realizadas entre os anos de 2006 e 2007 e executadas de acordo com a Resolução n° 9 de 16 de janeiro de 2003 da ANVISA. As análises microbiológicas foram realizadas no Laboratório de Taxonomia, Bioquímica e Bioprospecção de Fungos do Instituto Oswaldo Cruz. Foram isolados um total de 2.978 fungos, onde 30% das amostras foram positivas para Aspergillus, dando um total de 360 cepas isoladas e identificadas a nível de espécie. As contagens variaram de 1375 UFC/m3 de ar a 7 UFC/m3 de ar, e as espécies do gênero Aspergillus mais encontradas foram A. flavus (24%), A. japonicus (16%), A. oryzae (15%), A. niger (15%), A. awamori (6%), A. fumigatus (4%). As maiores contagens foram registradas no outono e inverno e as menores foram na primavera e no verão, e as analises de correlação mostraram uma tendência da umidade relativa do ar influenciando os níveis de contaminação. Após todas as análises podemos concluir que se faz necessário o estabelecimento de normas fundamentadas em pesquisas, considerando as atividades e o tipo de usuário, buscando novos valores de VMR e indicando os microrganismos importantes como possíveis indicadores na má qualidades do ar de interiores. / The indoor air quality has received increasing attention in Brazil in the last decade, and its effects on human health have been the subject of intensive studies due to the wide variety of chemicals, particulates and biological agents found in these environments. Biological contaminants most commonly found are mainly fungi and bacteria. In this context, ANVISA adopted fungi as biological indicators of air quality through Resolution No. 9 of January 16, 2003. The aim of this study was to determine the air quality of the two Public Hospitals. Quantitative and qualitative evaluations of viable antifungal contaminants were performed for the control and prevention of health risks to workers, patients and patrons of these environments. In addition to isolating and identifying species of the genus Aspergillus to a survey of the most common species within hospitals, also the influence of temperature and relative humidity levels of contamination were evaluated. A table of risk factors regarding the isolated species of the genus Aspergillus was proposed. The collection of air samples were performed between the years 2006 and 2007 and executed in accordance with Resolution No. 9 of 16 January 2003 of ANVISA. Microbiological analyzes were performed at the Laboratório de Taxonomia, Bioquímica e Bioprospecção de Fungos do Instituto Oswaldo Cruz. A total of 2,978 fungi were isolated, where 30 % of the samples were positive for Aspergillus, giving a total of 360 strains isolated and identified to species level. The counts ranged from 1375 CFU/m3 air at 7 CFU/m3 air, and the most frequent species of the genus Aspergillus were A. flavus (24%), A. japonicus (16%), A. oryzae (15%), A. niger (15%), A. awamori (6%), A. fumigatus (4%). The highest counts were recorded in autumn and winter and the lowest were in the spring and summer, and correlation analysis showed a trend of relative humidity influencing contamination levels. After all the analysis we can conclude that it is necessary to establish standards grounded in research, considering the activities and the type of user, seeking new VMR values and indicating the important organisms as possible indicators in poor quality of indoor air.

O conjunto de alterações causadas pela poluição atmosférica é considerado uma fonte importante de estresse ambiental. A poluição é hoje uma das maiores preocupações ambientais do mundo, pois afeta todas as fontes de recursos naturais que as populações humanas utilizam para a sobrevivência. Agravando esse quadro, somam-se as modificações na paisagem, que intensificam ainda mais os efeitos da poluição. As comunidades de liquens, entre as mais sensíveis em nível de ecossistema, são capazes de demonstrar sinais precoces como resposta às mudanças ambientais e ser úteis como biondicadoras e biomonitoras dessas mudanças. Avaliações em nível de indivíduos e de comunidades de liquens podem ser ferramentas de monitoramento ambiental, assim como uma abordagem com base na estrutura funcional dessas comunidades. Ainda, o uso de atributos funcionais pode permitir compreender como os liquens são capazes de se adaptar funcionalmente à forte pressão ambiental da poluição, além de servir como nova ferramenta para o biomonitoramento da qualidade do ar. Assim sendo, o objetivo geral desta tese foi avaliar os efeitos da poluição atmosférica e da paisagem (como descritora de poluição) na estrutura e na resposta funcional das comunidades de liquens. A partir dos resultados obtidos demonstramos que os liquens de áreas urbanas têm clara influência da poluição atmosférica e das mudanças na paisagem como estresse ambiental, tanto em nível estrutural quanto funcional. No primeiro artigo, avaliamos a qualidade do ar em cada um dos municípios amostrados, contribuindo para a gestão destas áreas com informações relevantes em nível de saúde pública e ambiental. No segundo, demonstramos que tanto a riqueza, cobertura e composição de espécies, além da vitalidade dos liquens, são afetadas pela poluição atmosférica e pelas mudanças da paisagem, sendo a vitalidade e a composição de espécies os melhores indicadores para avaliar os efeitos de múltiplos distúrbios ambientais neste tipo de áreas urbanas. No terceiro artigo, verificamos que alguns atributos funcionais de liquens podem ser bons indicadores da qualidade do ar, relacionados ao tipo de alga, tipo de crescimento, estratégia reprodutiva e à presença de proteção no talo. Fechamos a tese com a descrição de uma nova espécie encontrada, até o momento, somente em áreas pouco urbanizadas. Portanto, novas formas de se utilizar os liquens como bioindicadores e biomonitores de qualidade do ar foram propostas, ampliando ainda mais a aplicação prática desses organismos. / The set of changes caused by air pollution is an important source of environmental stress. Pollution is one of the greatest environmental concerns worldwide in the present days, since it affects all natural resources that people need to survive. Worsening this panorama, there are serious changes in land cover intensifying the effects of pollution. Lichens, which are among the most sensitive organisms in the ecosystem, are able to show early signs as responses to environmental changes. Besides, they can also be useful as bioindicators and biomonitors of such changes. Evaluations using single lichen species and/or lichen communities can be tools of environmental monitoring, as well as an approach based on the functional structure of these communities. The use of functional traits may allow the understanding of how lichens are able to functionally adapt to the strong pressure of pollution. Furthermore, this is also a promising method to be used as a new tool for air quality biomonitoring. Therefore, the main objective of this thesis was to evaluate the effects of air pollution and land cover changes (as surrogates of this pollution) on lichen communities structure and functional response. From the results found, we could demonstrate that lichens from urban areas have clear influence of atmospheric pollution and land cover changes as environmental stresses. The effects are both in structure and function of these communities. In the first paper, we evaluated the air quality in each of the studied cities, contributing to the environmental management of these areas with relevant information for public and environmental health. In the second, we demonstrated that lichen species richness, cover and composition, besides thallus vitality, are affected by air pollution and land cover changes. Among these parameters, we showed that vitality and species composition are the best indicators to evaluate multiple disturbances in this type of urban environment. In the third paper, we verified that some functional traits can be good indicators of air quality, namely the ones related to the type of lichen algae, growing form, reproduction strategy and the presence of any protection (physical or chemical) in the thallus. We ended the thesis with the description of a new species which is so far only found in low urbanized areas. Thus, new means of using lichens as bioindicators and biomonitors of air quality were proposed, helping to expand the application of these organisms in environmental studies and actions.

As nanopartículas atmosféricas podem causar diversos efeitos à saúde já que durante a inalação podem penetrar mais profundamente no sistema respiratório humano, atingindo inclusive os alvéolos e a corrente sanguínea, e, desta forma, aumentar os efeitos toxicológicos prejudiciais. Estas partículas podem ser emitidas diretamente para a atmosfera (partículas primárias) ou ser formadas por conversão gás-partícula (partículas secundárias). Durante a última década, estudos têm sido realizados para uma melhor compreensão sobre as concentrações de nanopartículas, avaliando sua emissão, formação, dispersão, exposição e os efeitos à saúde. No entanto, poucos estudos foram realizados no Brasil e desta forma ainda há pouca informação em relação a esta temática. A Região Metropolitana de Porto Alegre - RMPA (Brasil) possui forte tráfego veicular, cerca de 1,8 milhões de veículos e, apesar das fontes móveis impactarem fortemente a qualidade do ar nesta região e ser a principal fonte de nanopartículas, não há estudos que avaliem em profundidade os níveis deste importante poluente ambiental. Desta forma, no presente estudo foram avaliadas as concentrações de nanopartículas em diferentes pontos da RMPA. Além disso, foram avaliadas as concentrações ambientais de partículas <1 μm (MP1) e metais associados, bem como foram identificadas e quantificadas as contribuições de fontes utilizando o modelo receptor Positive Matrix Factorization (PMF). Em adição, foi realizada uma análise das assinaturas espectrais no infravermelho de nitro-hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (nitro-HPAs) associados ao MP1. Este grupo de compostos orgânicos possui uma ampla distribuição no ambiente e, por possuírem propriedades mutagênicas e carcinogênicas, seus riscos ambientais foram calculados. Desta forma, considerando os resultados obtidos, verificou-se uma forte contribuição antropogênica dos poluentes avaliados na RMPA. Esta degradação da qualidade do ar está em geral associada ao tráfego veicular, especialmente no que se refere aos níveis de nanopartículas e nitro-HPAs associados ao MP1. Além disso, as emissões industriais, a queima de carvão, biomassa e óleo combustível, bem como a queima de combustíveis veiculares apresentaram forte influência nos níveis de metais observados em MP1. / Atmospheric nanoparticles can cause health effects, as during inhalation penetrate more deeply into the human respiratory system, including the alveoli and reaching the bloodstream, and thereby increase the damaging toxicological effects. These particles can be emitted directly to the atmosphere (primary particles) or be formed by gas-to-particle conversion (secondary particle). Over the last decade, studies have been conducted for a better understanding of the nanoparticles, assessing the emission, formation, dispersion, exposure and health effects. However, few studies have been conducted in Brazil and thus there is little information regarding this subject. The Metropolitan Area of Porto Alegre - MAPA (Brazil) has a strong vehicular traffic, about 1.8 million vehicles and, despite mobile sources strongly impact the air quality in this region and be the main source of nanoparticles, there are no studies that evaluate in depth the levels of this important environmental pollutant. Thus, considering this knowledge gap, the present study evaluated the nanoparticle concentrations in different sites of the MAPA. In addition, environmental concentrations of particles <1 μm (MP1) and associated metals were evaluated and the sources were identified and quantified using the receptor model Positive Matrix Factorization (PMF). In addition, an analysis of the infrared spectral signatures of nitro polycyclic aromatic hydrocarbons (nitro-PAHs) associated with PM1 was performed. This group of organic compounds has a wide distribution in the environment, and because they have mutagenic and carcinogenic properties, their environmental risks were calculated. Thus, considering the obtained results, a strong anthropogenic contribution of the evaluated pollutants in the MAPA was observed. This degradation of the air quality in general is associated with vehicular traffic, especially regarding the levels of nanoparticles and nitro-PAHs associated with PM1. In addition, industrial emissions, coal, biomass and fuel oil combustion, as well as vehicle fuels combustion had a strong influence on the metal levels observed in PM1.

Nos últimos anos, a deterioração da qualidade do ar urbano devido ao material particulado atmosférico está recebendo atenção significativa e continuamente ameaça a qualidade de vida dos habitantes das áreas urbanas. A poluição do ar pelas partículas atmosféricas nas zonas urbanas é causada principalmente pelas emissões de fontes antropogênicas em sua maioria veiculares. Além disso, a poluição causada por partículas atmosféricas não está apenas relacionada com a sua concentração, mas também com a distribuição dos seus diferentes diâmetros. As partículas na fração estudada, < 1 μm, apresentam maior risco porque podem penetrar nos pulmões, afetam a função alveolar e ocasionam efeitos nocivos na saúde humana. Contudo, as partículas atmosféricas podem carregar diferentes compostos que são tóxicos e/ou cancerígenos, produzindo riscos para a saúde, como os Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos – HPAs. Os HPAs são um grupo de diversos compostos orgânicos complexos, constituídos por carbono e hidrogênio junto com dois ou mais anéis benzênicos condensados. Portanto, foi desenvolvido um procedimento científico apto para estudar material particulado atmosférico < 1 μm (MP1) com a finalidade de analisar quantitativa e qualitativamente os HPAs associados a esta fração, a concentração em número das partículas e a distribuição de tamanho de partículas na Região Metropolitana de Porto Alegre usando técnicas analíticas e de sensoriamento remoto. As amostras foram coletadas em filtros de PTFE nos municípios de Sapucaia do Sul e Canoas, pertencentes à Região Metropolitana de Porto Alegre, usando o amostrador sequencial automático PM162M da Environnement S.A. As amostras foram extraídas utilizando o método EPA TO-13A para analisar 16 HPAs, utilizando um cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massa (CG-EM). A distribuição do tamanho de partícula nas frações PR1 (0.3-1.0 μm), PR2.5 (1.0-2.5 μm) e PR10 (2.5-10 μm) foi obtida utilizando o analisador de partículas CPM em Sapucaia do Sul. Os dados das concentrações de poluentes atmosféricos relacionados com MP10, óxidos de nitrogênio (NO, NOx, NO2) e ozônio (O3) foram obtidos utilizando os analisadores MP101M, AC32M e O342M da Environnement, respectivamente. Dados das variáveis meteorológicas como velocidade do vento, direção do vento, umidade relativa, radiação solar e temperatura ambiente foram medidos simultaneamente de modo concomitante. Os espectros de emissividade e transmitância, através da espectroscopia no infravermelho, foram obtidos utilizando espectrômetro FTIR D&P e o BOMEM MB-series FTIR-Hartmann & Braun Michelson, respectivamente. A determinação dos resultados usando cromatografia mostraram que no inverno as concentrações de HPAs foram significativamente maiores do que no verão, mostrando assim uma variação sazonal. A identificação das fontes de emissão, aplicando razões diagnóstico, confirmou que os HPAs na área de estudo são originários de fontes móveis, especialmente, das emissões de diesel e da gasolina. A análise por modelo receptor PMF também mostrou a contribuição dessas duas fontes principais, seguido pela combustão de carvão, combustão incompleta/petróleo não queimado e da combustão de madeira. Os fatores tóxicos equivalentes foram calculados para caracterizar o risco de câncer por exposição ao HPA em amostras de MP1, e benzo[a]pireno e dibenzo[ah] antraceno que dominaram os níveis de BaPeq. Com exceção do O3, a análise de tendência do NO, NO2 e NOx mostrou um aumento da concentração destes compostos no inverno. Também a correlação destes poluentes com os parâmetros meteorológicos permitiu evidenciar a influência das fontes móveis na área de estudo. Os resultados das assinaturas espectrais no infravermelho das amostras de MP1 comparando com os padrões e com outros trabalhos mostraram que o maior número de bandas de fortes intensidades ocorreu na região espectral de 680-900 cm-1, devido às deformações angulares CC fora do plano e deformações angulares CH fora do plano dos HPAs. Bandas de média intensidade na região de 2900-3050 cm-1, também foram observadas devido ao estiramento CH, característico de compostos aromáticos. A presente pesquisa foi o ponto de partida para obter um banco de dados das concentrações de HPAs associados à fração MP1 e dos poluentes NOx/NO2/NO/MP10/O3; caracterizar a distribuição de tamanho de partículas atmosféricas, que são de grande importância e preocupação atual; avaliar a sua variação sazonal e sua relação com as condições meteorológicas usando técnicas estatísticas; e aprofundar o conhecimento do comportamento espectral dos HPAs, poluentes cancerígenos e mutagênicos, presentes no material particulado atmosférico na fração fina e ultrafina. / In recent years, the urban air quality deterioration due to atmospheric particulate matter is receiving significant attention; also, it continually threatens the life quality of urban residents. Air pollution by atmospheric particles in urban areas is mainly caused by emissions from anthropogenic sources, mostly vehicular sources. Moreover, the pollution caused by atmospheric particles is not only related to its concentration, but also with the size distribution. The particles studied in the fraction <1μm have a greater risk because they can penetrate into the lungs, affect cellular function and cause adverse effects on human health. However, atmospheric particles can carry different compounds that are toxic and/or carcinogenic, producing health risks, such as polycyclic aromatic hydrocarbons - PAH. PAHs are a group of several complex organic compounds consisting of carbon and hydrogen along with two or more fused benzene rings. Consequently, a scientific procedure was developed to study the atmospheric particulate matter < 1 μm (PM1) in order to analyze qualitatively and quantitatively the PAHs associated with this fraction, also the particle number concentration and particle size distribution in the Metropolitan Region of Porto Alegre using remote sensing techniques. PM1 samples were collected in PTFE filters in Sapucaia South and Canoas sites, in the Metropolitan Region of Porto Alegre using the automatic sequential sampler PM162M of Environnement S.A. The samples were extracted using the EPA Method TO-13A and 16 PAHs were analyzed using a gas chromatograph coupled to a mass spectrometer (GC-MS). The particle size distribution of fractions PR1 (0.3 - 1.0 μm), PR2.5 (1.0 - 2.5 μm) and PR10 (2.5 – 10 μm) was obtained using the particulate analyzer CPM. The data of related air pollutants concentrations such as PM10, nitrogen oxides (NO, NOx, NO2), ozone (O3) were obtained using the analyzers MP101M, AC32M, O342M of Environnement, respectively. Data from meteorological variables, wind speed, wind direction, relative humidity, solar radiation and ambient temperature were continuously measured and simultaneously. The emissivity and transmittance spectra through infrared spectroscopy were obtained using FTIR spectrometer D&P and the Bomem MB-series FTIR-Hartmann & Braun Michelson, respectively. The results showed that in winter, the concentrations of PAHs were significantly higher than in summer, thus showing their seasonal variation. The identification of emission sources, applying diagnostic ratios confirmed that PAHs in the study area originate from mobile sources, especially diesel and gasoline emissions. The analysis by PMF receptor model also showed the contribution of these two sources, followed by coal combustion, incomplete combustion/unburned petroleum and wood combustion. The toxic equivalent factors were calculated to characterize the risk of cancer from PAH exposure to PM1.0 samples, and benzo[a]pyrene and dibenz[ah]pyrene dominated BaPeq levels. The trend analysis of O3, NO, NO2, NOx showed a trend of increased concentration at winter, except O3. Also the correlation of these pollutants with meteorological parameters has demonstrated the influence of mobile sources in the study area. The results of the IR spectral signatures of the PM1 samples compared to the standards and other studies showed that the greatest number of strong bands occurred in the spectral region of 680-900 cm- 1 due to the CC out-of-plane angular deformation and CH out-of-plane angular deformation of PAHs. Bands of medium intensity in the 2900-3050 cm-1 region were also observed due to the CH stretch, characteristic of aromatic compounds. This research was the starting point for a concentrations database of PAHs associated fraction PM1 and pollutants NOx/NO2/NO/PM10/O3, characterize the size distribution of atmospheric particles that are of great importance and current concern. Furthermore, to assess their seasonal variation and its relationship with meteorological conditions, using statistical techniques. Also to deepen the knowledge of the spectral behavior of PAHs that are carcinogenic and mutagenic pollutants present in atmospheric particulate matter in the fine and ultrafine fraction.

O dimensionamento de uma rede de monitoramento e controle da qualidade do ar requer o conhecimento da área onde os poluentes atmosféricos, emitidos por fontes fixas e móveis, tendem a se concentrar e os seus fenômenos de dispersão. A definição das áreas de monitoramento da poluição atmosférica na Região Metropolitana do Rio de Janeiro é um tema discutido desde o início dos anos 80 quando foram estabelecidas as bacias aéreas a partir de cartas topográficas. Este projeto consiste em pesquisa aplicada ao estabelecimento da configuração espacial e mapeamento das bacias aéreas a partir de dados digitais. Tal esforço é justificado em função do alcance dos beneficiados diretamente e à sociedade em geral, a partir do conhecimento das condições da qualidade do ar e seu comportamento ao longo do tempo. O estudo realizado se concentra na Região Metropolitana do Rio de Janeiro, com base em dados necessários para a avaliação da dinâmica das massas de ar na área de estudo e suas características para definição das novas bacias aéreas com suporte de um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Apoiado nos dados cartográficos digitais e nos dados cadastrais das estações de monitoramento, foi projetado e implementado um SIG, em atendimento aos requisitos de mapeamento digital das bacias aéreas, da distribuição espacial das estações de monitoramento da qualidade do ar, das principais fontes de emissão de poluentes e das principais vias de circulação veicular, onde foram identificadas e mapeadas regiões com características semelhantes para diversos cenários com uso potencial do SIG. Foi criado um banco de dados georeferenciado, previamente modelado oferecendo consultas espaciais destinadas às necessidades de gestão ambiental. Com a utilização do SIG, foram identificadas áreas com deficiência no monitoramento, áreas críticas de poluição atmosférica e propostas as novas bacias aéreas delimitadas a partir dos dados digitais. O SIG se mostrou uma ferramenta eficiente para a gestão ambiental da qualidade do ar na RMRJ, pois permitiu em ambiente de escritório a representação dos elementos necessários para a avaliação da configuração espacial das bacias aéreas e proporcionou uma visualização dinâmica da distribuição espacial das estações de monitoramento nas bacias aéreas propostas. / The dimensioning of an air monitoring and control network requires the knowledge of the area where atmospheric pollutants, released by stationary and mobile sources, tend to concentrate, as well as understanding their dispersion phenomena. The areas of atmospheric pollution monitoring in the metropolitan region of Rio de Janeiro are being discussed since the early eighties when the air basins limits were estabilished based in topographic maps. This project consists on applied research to the establishment of spacial configuration and mapping the air basins in the metropolitan region of Rio de Janeiro with digital data. This effort is justified considering its benefits for the society in general, the increased knowledge of air quality conditions and its behavior over time. The study is concentrated in the metropolitan region of Rio de Janeiro based in the necessary data for the evaluation of the air masses dinamic in the study area and their characteristics to define the new air basins with support of geographic information systems. Based in cartographic digital data a GIS was projected to comply with digital mapping requirements of the air basins, air quality monitoring stations, the pollutants sources and the main traffic routes. Regions with same characteristics were identified and mapped for various scenarios using GIS. A georeferenced database, previously modeled, was created to allow spatial queries of environmental management needs. Using the GIS, inefficient monitoring areas and critical atmospheric pollution areas were identified and new air basins created from digital data were proposed. The GIS showed to be an interesting and efficient tool for environmental management of air quality in the metropolitan region of Rio de Janeiro, with GIS use it was possible to represent all the necessary elements to evaluate the spatial configuration of the air basins and it was possible to visualize the monitoring stations spatial distribution in the air basins proposed.

O ozônio troposférico (O3) é um dos poluentes mais importantes da atualidade, sendo formado pela interação de óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e radiação ultravioleta. Ele ou seus radicais livres estão associados ao aumento da incidência de doenças pulmonares em seres humanos, além de causar danos à vegetação e à produtividade agrícola em diversas regiões do mundo. Portanto, é de fundamental importância que sejam pesquisadas e padronizadas espécies e/ou cultivares sensíveis a este poluente, para que se possa fazer a bioindicação da qualidade do ar, uma vez que esta apresenta custo baixo e fácil implementação. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial bioindicador de 4 cultivares de feijão (Phaseolus vulgaris L.), desenvolvidas pela FEPAGRO (Fundação de Pesquisa Agropecuária) Litoral Norte do Rio Grande do Sul, através de sua comparação com a cultivar reconhecidamente sensível ao ozônio, a US Pinto 111. Para tanto, foram empregados parâmetros fotossintéticos, vazamento relativo de eletrólitos, abscisão foliar e medidas de biomassa. Plântulas de 8 dias (contados a partir da semeadura) das cultivares Fepagro 26, Guapo Brilhante, Iraí, Macotaço e US pinto 111 foram submetidas, em câmaras de topo-aberto, aos tratamentos sem e com adição de ozônio ao ar ambiente. Ao todo, foram realizados 7 eventos de fumigação, com duração de uma semana cada, e fumigação diária das 10:00 às 16:00 horas. Em cada um desses 7 eventos de fumigação, foram utilizadas 5 plântulas/tratamento/cultivar, totalizando 25 plântulas por câmara. A exposição ao ozônio causou, em algum momento, decréscimos significativos na assimilação líquida de todas as cultivares, exceto na Iraí. Esses decréscimos na assimilação líquida foram associados principalmente à atividade da Rubisco in vivo e, secundariamente, à capacidade de transporte de elétrons. A exposição ao ozônio causou também um aumento significativo no vazamento relativo de eletrólitos da cultivar Pinto, mas apenas quando a soma das concentrações horárias acima 40 ppb (AOT40) foi a mais elevada. Além disso, o tratamento com ozônio causou uma antecipação significativa no tempo de abscisão foliar apenas nas cultivares Pinto, Fepagro e Guapo, sendo que isto ocorreu em pelo menos um dos dois experimentos realizados para avaliação desse parâmetro. Quanto às medidas de biomassa da raiz, parte aérea e total da planta, pode-se dizer que períodos mais longos de exposição ao ozônio são necessários para ocorrerem modificações significativas e confiáveis nesse parâmetro. Embora tenha havido bastante instabilidade nos resultados, devido, provavelmente, a fatores ambientais não mensurados, pôde-se, com este estudo, confirmar a sensibilidade da cultivar US Pinto 111 ao ozônio e mostrar que a cultivar Fepagro 26 tem um ótimo potencial para ser empregada em estudos futuros como um bioindicador sensível ao ozônio, enquanto a cultivar Iraí poderia ser considerada resistente. Além disso, entre os parâmetros avaliados, a assimilação líquida e a abscisão foliar mostraram ser os mais eficientes para fazer a classificação das cultivares em níveis de sensibilidade. / Today, tropospheric ozone (O3) is one of the most important pollutants. It is formed by the interaction of oxides of nitrogen, hydrocarbons and ultraviolet radiation. It or its free radicals are associated with the increased incidence of lung diseases in humans, in addition to damage to vegetation and crop yield in different regions of the world. It is essential, therefore, to research and standardize species and/or cultivars sensitive to this pollutant, in order to be able to perform the bioindicator air quality, since this is low cost and easy to implement. The present study, thus, deal to evaluate the bioindicator potential of 4 bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars, developed by FEPAGRO (Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária) North Coast from Rio Grande do Sul, by comparing it with the cultivar that is known to be sensitive to ozone, US Pinto 111, using some parameters such as photosynthesis, relative leakage of electrolytes, foliar abscission and biomass measures. For this 8-day seedlings, counting from the date of sowing, of Fepagro 26, Guapo Brilhante, Iraí, were used for treatments with and without addition of ozone to the ambient air. In all, 7 fumigation events were performed, lasting one week each, and daily fumigation from 10 am to 4 pm. In each of these 7 fumigation events, 5 seedlings/treatment/cultivar were used, a total of 25 seedlings per chamber. Exposure to ozone at some point caused significant reductions in the net assimilation of all cultivars except Iraí. These reductions in net assimilation were associated mainly with the in vivo activity of Rubisco, and secondarily with the electron transport capacity. Exposure to ozone also caused a significant increase in the relative leakage of electrolytes from Pinto cultivar, but only when sum of daily concentrations above 40 ppb (AOT40) was highest. In addition, treatment with ozone caused a significant anticipation in foliar abscission time only in the Pinto, Fepagro and Guapo cultivars. This occurred in a least one of the two experiments performed to evaluate this parameter. As to the measures of root biomass, aerial part and total plant, it might be said that longer periods of exposure to the pollutant are necessary for significant, reliable changes to occur in this parameter. Although the results were quite unstable, probably due to unmeasured environmental factors, with this study one can confirm the sensitivity of US Pinto 111 cultivar to ozone and show that the Fepagro 25 cultivar has an excellent potential for future use as an ozonesensitive bioindicator, while the Iraí cultivar could be considered resistant. In addition, among the parameters evaluated in this study, net assimilation and leaf abscission proved to be most efficient to classify the cultivars as to levels of sensitivity.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1935586 bytes, checksum: 62cd9bb9cf4c0e520baea83d41493e71 (MD5) Previous issue date: 2005-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work has evaluated the quality of indoor air, from both biological and physicochemical points of view, in the Complexo de Doenças Infectocontagiosas Dr. Clementino Fraga , João Pessoa - Paraíba, using the Square Sampling technique, the air-exposing method by impactation with a linear accelerator, and a series of temperature, air humidity and speed and direction of internal and external winds data, collected in loco, and whose results, once compared with the indicators recommended by the Agência Nacional de Vigilância Sanitária ANVISA (Portuguese for Sanitary Vigilance National Agency), have shown unacceptable levels of air contamination Indoor air quality; Hospital infection; hospital architecture; natural ventilation. / Este trabalho avaliou a qualidade do ar interior, do ponto de vista biológico e físico-químico do edifício hospitalar Complexo de Doenças Infectocontagiosas Dr Clementino Fraga , localizado em João Pessoa Paraíba, utilizando-se da técnica Square Sampling , do método de amostragem de ar por impactação com acelerador linear e com séries de dados de temperatura, umidade do ar, velocidades e direção dos ventos interno e externo à edificação, coletados in loco, cujos resultados, comparados com os indicadores recomendados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária ANVISA, apresentaram níveis inaceitáveis de contaminação do ar Qualidade do ar interior; Infecção hospitalar; arquitetura hospitalar; ventilação natural.

L’objectif principal de cette thèse est de proposer une analyse des spécificités de la transduction microonde dans le cadre d’une application capteur d’ammoniac. Les deux spécificités principales sont la caractérisation large bande (1 et 8 GHz) et les matériaux sensibles (diélectriques). Cette méthode de transduction repose sur l’interaction entre un gaz polluant et un matériau sensible déposé à la surface d’une structure propagative spécifique aux microondes. La réponse du capteur n’est pas directement induite par les propriétés diélectriques de la molécule gazeuse, mais plutôt par celles de l’espèce cible adsorbée à la surface du matériau sensible. Cette adsorption provoque une modification des paramètres du capteur mesurés par un analyseur de réseau vectoriel. Contrairement à des transductions conventionnelles comme la conductimétrie, ce principe fonctionne à température ambiante avec tout type de matériau, y compris les isolants électriques.Les premiers travaux réalisés durant cette thèse ont conduit au développement d’un nouveau banc expérimental. Il est spécifiquement adapté à l’étude de capteurs microondes par mesures des coefficients de réflexion et de transmission. Ce développement comprend la conception de deux nouvelles générations de capteurs, recouverts d’oxydes métalliques (fer ou titane) commerciaux ou synthétisés dans le cadre de l’étude. Le premier capteur comporte des circuits interdigités tandis que le second est un résonateur trapézoïdal. Ce dernier est caractérisé par une série de fréquences d’intérêt distribuées régulièrement entre 1 et 8 GHz. L’association d’un spectromètre de masse au banc de mesure a permis de suivre les adsorptions/désorptions de l’espèce cible qui est l’ammoniac (10-100 ppm), mais également le comportement du gaz vecteur utilisé, l’argon, et de l’eau adsorbée initialement sur le matériau sensible ou volontairement ajoutée en cours de l’expérience. L’objectif est d’étudier le rôle de l’eau comme interférent vis-à-vis de la détection de l’ammoniac. Une troisième molécule d’intérêt, l’éthanol, a été également été utilisée durant les expériences afin d’estimer de potentielles différences de comportement entre les molécules détectées. Les résultats expérimentaux ont été exploités au moyen de protocoles de traitement de données spécifiquement établis durant cette thèse. Des traitements temporels ont été conduits afin d’étudier le comportement cinétique du capteur, tandis que des traitements spectraux ont permis d’appréhender l’aspect large bande de la réponse du capteur en présence de polluants.Le premier résultat majeur est l’augmentation significative de la sensibilité à l’ammoniac, qui a permis d’abaisser le seuil de détection à des concentrations d’ammoniac de l’ordre de 10 ppm. Le dioxyde de titane a été identifié comme un bon candidat pour la détection d’ammoniac, avec des variations de coefficient de réflexion allant jusqu’à 6 dB pour 300 ppm d’ammoniac. Le rôle de l’eau initialement adsorbée sur le matériau sensible a été élucidé, montrant que son influence n’est significative que lors des premières minutes des expérimentations. Ainsi, il est possible de détecter l’ammoniac en présence d’humidité. Les processus liés aux expositions aux flux gazeux et particulièrement au gaz vecteur ont été identifiés et ont confirmé que la réponse du capteur était uniquement due à son interaction avec les molécules cibles. Un autre résultat majeur est la définition des conditions opératoires nécessaires à l’établissement de la sélectivité. Notre analyse théorique a clairement démontré l’intérêt des mesures large bande en termes de discrimination de molécules cibles. Cette analyse a été testée dans le cadre d’expériences multicibles utilisant l’ammoniac, l’eau et l’éthanol. Ces observations ont permis d’établir un cahier des charges d’une nouvelle génération de capteurs microondes, garantissant une discrimination systématique entre ces trois molécules. / The main objective of this thesis is to propose an analysis of the microwave transduction specificities in the framework of ammonia sensing applications. The two main features of this transduction are its broadband characterization (1 to 8 GHz) as well as its sensitive materials (dielectrics). This transduction method is based on the interaction between a polluting gas and a sensitive material deposited on the surface of a microwave-specific propagating structure. The response of the sensor is not directly induced by the dielectric properties of the gaseous target molecule, but rather by those of the target species adsorbed on the surface of the sensitive material. This adsorption causes a modification of the sensor parameters measured by a vector network analyzer. Unlike more conventional transducers such as conductimetry, this principle works at room temperature with any type of material, including electrical insulators.The first work carried out during this thesis led to the development of a new experimental bench adapted specifically for the study of microwave gas sensors by measuring the S-parameters in reflection and transmission modes. This development includes the design of two new generations of sensors, coated with metal oxides (iron or titanium oxides) commercially available or synthesized during the study. The first sensor comprises interdigital circuits while the second sensor is a trapezoidal resonator. The latter is characterized by a series of frequencies of interest regularly distributed between 1 and 8 GHz. The association of a mass spectrometer with the measurement bench allowed to follow the adsorption and desorption behavior of the target species which is ammonia (10-100 ppm), but also the behavior of the vector gas conventionally used, argon, and water initially adsorbed on the sensitive material or intentionally added during the experiment. The objective is to study the role of water as interfering with the detection of ammonia, the main target species. A third molecule of interest, ethanol, was also used during the experiments in order to estimate the possible differences in the detected molecules behaviors. The experimental results were exploited using specific data processing protocols established during this thesis. Temporal treatments were carried out to study the kinetic behavior of the sensor, while spectral treatments allowed to apprehend the broadband aspect of the sensor response in the presence of pollutants.The first major result is the significant increase in sensitivity to ammonia, which significantly lowered the detection threshold to ammonia concentrations in the 10 ppm range. Titanium dioxide has been identified as a good candidate for ammonia detection, with reflection coefficient variations up to 6 dB for 300 ppm. The role of the water initially adsorbed on the sensitive material has been elucidated, showing that its influence is significant only during the first few minutes of the experiments. Thus, it is possible to detect ammonia in the presence of residual moisture. The processes induced by the gaseous exposures and particularly by the carrier gas were identified, and confirmed that the sensor response was solely due to its interaction with the target molecules. Another major result is the definition of the operating conditions that are necessary for the establishment of the selectivity. Our theoretical analysis clearly demonstrated the interest of broadband measurements in terms of discrimination of target molecules. This analysis has been tested in multitarget experiments using ammonia, water and ethanol. These observations allowed to establish the specifications of a new generation of microwave sensors, guaranteeing systematic discrimination between these three molecules.

O dimensionamento de uma rede de monitoramento e controle da qualidade do ar requer o conhecimento da área onde os poluentes atmosféricos, emitidos por fontes fixas e móveis, tendem a se concentrar e os seus fenômenos de dispersão. A definição das áreas de monitoramento da poluição atmosférica na Região Metropolitana do Rio de Janeiro é um tema discutido desde o início dos anos 80 quando foram estabelecidas as bacias aéreas a partir de cartas topográficas. Este projeto consiste em pesquisa aplicada ao estabelecimento da configuração espacial e mapeamento das bacias aéreas a partir de dados digitais. Tal esforço é justificado em função do alcance dos beneficiados diretamente e à sociedade em geral, a partir do conhecimento das condições da qualidade do ar e seu comportamento ao longo do tempo. O estudo realizado se concentra na Região Metropolitana do Rio de Janeiro, com base em dados necessários para a avaliação da dinâmica das massas de ar na área de estudo e suas características para definição das novas bacias aéreas com suporte de um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Apoiado nos dados cartográficos digitais e nos dados cadastrais das estações de monitoramento, foi projetado e implementado um SIG, em atendimento aos requisitos de mapeamento digital das bacias aéreas, da distribuição espacial das estações de monitoramento da qualidade do ar, das principais fontes de emissão de poluentes e das principais vias de circulação veicular, onde foram identificadas e mapeadas regiões com características semelhantes para diversos cenários com uso potencial do SIG. Foi criado um banco de dados georeferenciado, previamente modelado oferecendo consultas espaciais destinadas às necessidades de gestão ambiental. Com a utilização do SIG, foram identificadas áreas com deficiência no monitoramento, áreas críticas de poluição atmosférica e propostas as novas bacias aéreas delimitadas a partir dos dados digitais. O SIG se mostrou uma ferramenta eficiente para a gestão ambiental da qualidade do ar na RMRJ, pois permitiu em ambiente de escritório a representação dos elementos necessários para a avaliação da configuração espacial das bacias aéreas e proporcionou uma visualização dinâmica da distribuição espacial das estações de monitoramento nas bacias aéreas propostas. / The dimensioning of an air monitoring and control network requires the knowledge of the area where atmospheric pollutants, released by stationary and mobile sources, tend to concentrate, as well as understanding their dispersion phenomena. The areas of atmospheric pollution monitoring in the metropolitan region of Rio de Janeiro are being discussed since the early eighties when the air basins limits were estabilished based in topographic maps. This project consists on applied research to the establishment of spacial configuration and mapping the air basins in the metropolitan region of Rio de Janeiro with digital data. This effort is justified considering its benefits for the society in general, the increased knowledge of air quality conditions and its behavior over time. The study is concentrated in the metropolitan region of Rio de Janeiro based in the necessary data for the evaluation of the air masses dinamic in the study area and their characteristics to define the new air basins with support of geographic information systems. Based in cartographic digital data a GIS was projected to comply with digital mapping requirements of the air basins, air quality monitoring stations, the pollutants sources and the main traffic routes. Regions with same characteristics were identified and mapped for various scenarios using GIS. A georeferenced database, previously modeled, was created to allow spatial queries of environmental management needs. Using the GIS, inefficient monitoring areas and critical atmospheric pollution areas were identified and new air basins created from digital data were proposed. The GIS showed to be an interesting and efficient tool for environmental management of air quality in the metropolitan region of Rio de Janeiro, with GIS use it was possible to represent all the necessary elements to evaluate the spatial configuration of the air basins and it was possible to visualize the monitoring stations spatial distribution in the air basins proposed.