Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-06-07Bitstream added on 2014-06-13T19:38:00Z : No. of bitstreams: 1 azevedo_rc_me_araiq.pdf: 304556 bytes, checksum: ded49f14a2e14cead8af1a701b99e4ec (MD5) / Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nitrados (NHPAs) constituem a classe de compostos aromáticos que têm pelo menos um grupo nitro (-NO2) ligado à cadeia aromática de um hidrocarboneto policíclico aromático (HPA). Nos anos 70 a descoberta das propriedades mutagênicas destes compostos, presentes em material particulado atmosférico e na exaustão de motores a diesel, aumentaram o interesse científico sobre a ocorrência dos mesmos no ambiente. Estes compostos, como os HPAs, estão associados a fontes de combustão como automóveis, sistemas de aquecimento (baseados na queima de biomassa ou de combustíveis fósseis); queima de biomassa (cigarro, florestas, culturas agrícolas, etc), por causa disso pode-se prever que tenham uma distribuição abrangente no ambiente. Os NHPAs são produtos da reação dos HPAs com óxidos de nitrogênio na atmosfera, apresentando-se em concentrações muito baixas neste compartimento ambiental. A análise de NHPAs é muito difícil, principalmente pelos artefactos de amostragem e pela interferência analítica causada por HPAs e outros compostos. Assim sendo, a investigação de métodos alternativos que sejam sensíveis e seletivos são de extrema importância na determinação de NHPAs em amostras atmosféricas. Neste trabalho estudou-se um método para determinação de 1-nitropireno em material particulado proveniente da queima de cana-de-açúcar. O método inclui a redução do grupo nitro a amino, com posterior determinação por HPLC/fluorescência. O método proposto tem limite de detecção de 0,930ng mL-1 e limite de determinação de 1,250ng mL-1, apresentando recuperação entre 77,00 e 86,34%, para 5,00 e 50,00ng mL-1 respectivamente. / Nitrated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (NPAHs) are the class of aromatic compounds with at least one nitro group (-NO2) enhanced to aromatic chain of a Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH). In 70’s the discovery of mutagenic properties of these compounds present in atmospheric particulate matter and in gas exhaust of diesel motors are increased the scientific interess on occurrence of NPAHs into environment. These compounds, as PAHs, are associated with combustion sources as automobiles; harming systems (biomass and combustible based); burning of biomass (cigarette, florest, agricultural cultures, etc), because this they have a ubicous dissemination on environment. NPAHs are product of reaction of PAHs with nitrogen oxides on atmosphere, and they are present there at very low concentrations. The analysis of NPAHs in atmospheric samples is very difficult, because of artefacts of sampling process and PAH and other compounds interference on analytical determination. Because this, investigation of alternative methods sensitive and selective is necessary for NPAHs determination in atmospheric samples. In this work is studied a method for determination of 1-nitropyrene from particulate matter of sugar cane burning. The method include reduction of nitro group to amino, and analysis by HPLC/ Fluorescence. The proposed method has detection limit of 0, 930ng mL-1 and quantification limit of .1,250ng mL-1 showing recovery ranged between 77,00 and 86,34% for concentrations of 5,00 and 50,00ng mL-1, respectively.

Neste trabalho propõe-se uma análise da dispersão de material particulado gerado por fontes estacionárias, aplicando ferramentas de Fluidodinâmica Computacional (em inglês Computatonal Fluid Dynamics, CFD), usando um modelo Euleriano para o escoamento e Lagrangeano para as partículas, em estado estacionário no software Fluent. A verificação da modelagem é apresentada em duas sessões, a primeira compreende o estudo do escoamento atmosférico em condições de estabilidade neutra incluindo os efeitos das heterogeneidades do terreno, no caso, um monte de 126m de altura em escala real. Foram comparados diferentes modelos de turbulência: padrão, RNG e parametrizado para o caso atmosférico. Os três modelos apresentaram desempenho semelhante e descrevem satisfatoriamente as tendências dos dados experimentais. A segunda, o modelo lagrangeano baseado no tempo de vida dos turbilhões (em inglês Discrete Random Walk, DRW) foi utilizado para representar a distribuição de concentrações de material particulado em um ambiente confinado. Os resultados numéricos descrevem satisfatoriamente os perfis de concentrações das partículas, porém subestimam os valores na região próxima à parede, o que indicaria que uma melhor aproximação da deposição das partículas deve ser considerada. Após estes estudos, esta abordagem euleriana-lagrangeana foi aplicada ao caso da dispersão de material particulado em condições de atmosfera neutra em uma região do Polo Cerâmico de Santa Gertrudes-SP, local responsável pela maior produção de revestimentos cerâmicos do Brasil. O trânsito de caminhões nas estradas não pavimentadas foi identificado como fonte de material particulado que atinge o perímetro urbano da cidade. Estudaram-se também as contribuições das atividades referentes à exploração das minas de argila e a preparação do solo para uso agrícola, apesar desta última não soma uma carga relevante ao ser comparada com as duas anteriores. Além da influência das fontes mencionadas, fontes de origem industriais localizadas dentro da cidade também foram consideradas no cenário. / In this study an analysis of the dispersion of particulate matter generated by stationary sources is proposed, by applying Computational Fluid Dynamics (CFD) tools, using an Eulerian model for the flow and a Lagrangean model for the particles, under steady-state conditions in the Fluent software. The model validation is presented in two sessions, the first comprises the study of the atmospheric flow under conditions of neutral stability, including the effects of the heterogeneities of the terrain. In this case, the air flow past a 126m high hill in real scale was adopted. Different turbulence models were compared: standard k-?, k-? RNG and parametrized k-?. The three models presented similar performance and described satisfactorily the trends of the experimental data. Subsequently, the Lagrangean model based on the Eddy life time (DRW - Discrete Random Walk) was used to represent the distribution of particulate matter concentrations in a confined environment. The numerical results satisfactorily describe the particle concentration profiles, but underestimate the values in the region near the wall, which would indicate that a better approximation of the particle deposition should be considered. After these studies, this Eulerian- Lagrangean approach was applied to the case of dispersion of particulate material under neutral atmosphere conditions in a region around the city of Santa Gertrudes-SP, where the Ceramic Complex is responsible for the largest production of ceramic tiles in Brazil. Transit of trucks on unpaved roads has been identified as a source of particulate matter that reaches the urban perimeter of the city. The contributions of the activities related to mining and the preparation of the soil for agricultural use were also studied, although this last one does not add a significant load when compared with the two previous ones. In addition to the influence of the mentioned sources, industrial sources located inside the city also contribute to the scenario.

Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi Santiago da Silva / Banca: Maria Olimpia de Oliveira Rezende / Banca: Alberto José Cavalheiro / Resumo: Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nitrados (NHPAs) constituem a classe de compostos aromáticos que têm pelo menos um grupo nitro (-NO2) ligado à cadeia aromática de um hidrocarboneto policíclico aromático (HPA). Nos anos 70 a descoberta das propriedades mutagênicas destes compostos, presentes em material particulado atmosférico e na exaustão de motores a diesel, aumentaram o interesse científico sobre a ocorrência dos mesmos no ambiente. Estes compostos, como os HPAs, estão associados a fontes de combustão como automóveis, sistemas de aquecimento (baseados na queima de biomassa ou de combustíveis fósseis); queima de biomassa (cigarro, florestas, culturas agrícolas, etc), por causa disso pode-se prever que tenham uma distribuição abrangente no ambiente. Os NHPAs são produtos da reação dos HPAs com óxidos de nitrogênio na atmosfera, apresentando-se em concentrações muito baixas neste compartimento ambiental. A análise de NHPAs é muito difícil, principalmente pelos artefactos de amostragem e pela interferência analítica causada por HPAs e outros compostos. Assim sendo, a investigação de métodos alternativos que sejam sensíveis e seletivos são de extrema importância na determinação de NHPAs em amostras atmosféricas. Neste trabalho estudou-se um método para determinação de 1-nitropireno em material particulado proveniente da queima de cana-de-açúcar. O método inclui a redução do grupo nitro a amino, com posterior determinação por HPLC/fluorescência. O método proposto tem limite de detecção de 0,930ng mL-1 e limite de determinação de 1,250ng mL-1, apresentando recuperação entre 77,00 e 86,34%, para 5,00 e 50,00ng mL-1 respectivamente. / Abstract: Nitrated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (NPAHs) are the class of aromatic compounds with at least one nitro group (-NO2) enhanced to aromatic chain of a Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH). In 70's the discovery of mutagenic properties of these compounds present in atmospheric particulate matter and in gas exhaust of diesel motors are increased the scientific interess on occurrence of NPAHs into environment. These compounds, as PAHs, are associated with combustion sources as automobiles; harming systems (biomass and combustible based); burning of biomass (cigarette, florest, agricultural cultures, etc), because this they have a ubicous dissemination on environment. NPAHs are product of reaction of PAHs with nitrogen oxides on atmosphere, and they are present there at very low concentrations. The analysis of NPAHs in atmospheric samples is very difficult, because of artefacts of sampling process and PAH and other compounds interference on analytical determination. Because this, investigation of alternative methods sensitive and selective is necessary for NPAHs determination in atmospheric samples. In this work is studied a method for determination of 1-nitropyrene from particulate matter of sugar cane burning. The method include reduction of nitro group to amino, and analysis by HPLC/ Fluorescence. The proposed method has detection limit of 0, 930ng mL-1 and quantification limit of .1,250ng mL-1 showing recovery ranged between 77,00 and 86,34% for concentrations of 5,00 and 50,00ng mL-1, respectively. / Mestre

Neste trabalho propõe-se uma análise da dispersão de material particulado gerado por fontes estacionárias, aplicando ferramentas de Fluidodinâmica Computacional (em inglês Computatonal Fluid Dynamics, CFD), usando um modelo Euleriano para o escoamento e Lagrangeano para as partículas, em estado estacionário no software Fluent. A verificação da modelagem é apresentada em duas sessões, a primeira compreende o estudo do escoamento atmosférico em condições de estabilidade neutra incluindo os efeitos das heterogeneidades do terreno, no caso, um monte de 126m de altura em escala real. Foram comparados diferentes modelos de turbulência: padrão, RNG e parametrizado para o caso atmosférico. Os três modelos apresentaram desempenho semelhante e descrevem satisfatoriamente as tendências dos dados experimentais. A segunda, o modelo lagrangeano baseado no tempo de vida dos turbilhões (em inglês Discrete Random Walk, DRW) foi utilizado para representar a distribuição de concentrações de material particulado em um ambiente confinado. Os resultados numéricos descrevem satisfatoriamente os perfis de concentrações das partículas, porém subestimam os valores na região próxima à parede, o que indicaria que uma melhor aproximação da deposição das partículas deve ser considerada. Após estes estudos, esta abordagem euleriana-lagrangeana foi aplicada ao caso da dispersão de material particulado em condições de atmosfera neutra em uma região do Polo Cerâmico de Santa Gertrudes-SP, local responsável pela maior produção de revestimentos cerâmicos do Brasil. O trânsito de caminhões nas estradas não pavimentadas foi identificado como fonte de material particulado que atinge o perímetro urbano da cidade. Estudaram-se também as contribuições das atividades referentes à exploração das minas de argila e a preparação do solo para uso agrícola, apesar desta última não soma uma carga relevante ao ser comparada com as duas anteriores. Além da influência das fontes mencionadas, fontes de origem industriais localizadas dentro da cidade também foram consideradas no cenário. / In this study an analysis of the dispersion of particulate matter generated by stationary sources is proposed, by applying Computational Fluid Dynamics (CFD) tools, using an Eulerian model for the flow and a Lagrangean model for the particles, under steady-state conditions in the Fluent software. The model validation is presented in two sessions, the first comprises the study of the atmospheric flow under conditions of neutral stability, including the effects of the heterogeneities of the terrain. In this case, the air flow past a 126m high hill in real scale was adopted. Different turbulence models were compared: standard k-?, k-? RNG and parametrized k-?. The three models presented similar performance and described satisfactorily the trends of the experimental data. Subsequently, the Lagrangean model based on the Eddy life time (DRW - Discrete Random Walk) was used to represent the distribution of particulate matter concentrations in a confined environment. The numerical results satisfactorily describe the particle concentration profiles, but underestimate the values in the region near the wall, which would indicate that a better approximation of the particle deposition should be considered. After these studies, this Eulerian- Lagrangean approach was applied to the case of dispersion of particulate material under neutral atmosphere conditions in a region around the city of Santa Gertrudes-SP, where the Ceramic Complex is responsible for the largest production of ceramic tiles in Brazil. Transit of trucks on unpaved roads has been identified as a source of particulate matter that reaches the urban perimeter of the city. The contributions of the activities related to mining and the preparation of the soil for agricultural use were also studied, although this last one does not add a significant load when compared with the two previous ones. In addition to the influence of the mentioned sources, industrial sources located inside the city also contribute to the scenario.

Atmospheric aerosols deteriorate visibility and pose a significant risk to human health. The global fluxes of secondary organic aerosols (SOA) that form in the atmosphere from aromatic hydrocarbons are poorly constrained and highly uncertain. The lack of molecular tracers to quantify anthropogenic SOA (ASOA) in part limits the understanding of its abundance and variability, and results in a systematic underestimation of the role of ASOA in the atmosphere. The research presented in this thesis advances the knowledge about ASOA through the i) development of new and advanced methods to quantify potential ASOA tracers, ii) evaluation of their suitability as tracers for ASOA, and iii) application of the validated tracers to assess the spatial, diurnal and seasonal variation of ASOA in three urban environments. In this research, a greater understanding of the role of ASOA is gained through the expansion of tracers for SOA from aromatic hydrocarbons. An analytical method to quantify furandiones, which are produced in high yields from the photooxidation of aromatic hydrocarbons, was developed and enabled the first ambient measurements of furandiones. The optimized method allows for the simultaneous extraction of primary source tracers (e.g., polycyclic aromatic hydrocarbons, hopanes, levoglucosan) and other potential ASOA tracers (e.g., 2,3-dihydroxy-4-oxopentanoic acid [DHOPA], benzene dicarboxylic acids, and nitromonoaromatics). The systematic evaluation of potential ASOA tracers by their detectability, gas-particle partitioning, and specificity revealed that DHOPA, phthalic acid, 4-methylphthalic acids, and some nitromonoaromatics are good ASOA tracers because they are specific to aromatic hydrocarbon photooxidation, readily detected in ambient air, and substantially partition to the particle phase under ambient conditions. These tracers are thus recommended for use in field studies to estimate ASOA contributions to atmospheric aerosol relative to other sources. ASOA was determined to be a significant contributor to PM2.5 organic carbon (OC) in three urban environments. In the industrial Houston Ship Channel area in Houston, TX, ASOA contributed 28% of OC, while biogenic SOA (BSOA) contributed 11%. Diurnally, ASOA peaked during daytime and was largely associated with motor vehicle emissions. In Shenzhen, a megacity in China, 13-23% of OC mass was attributed to ASOA, three folds higher than BSOA. When China controlled the emissions from fossil fuel-related sources, the ASOA contribution to OC reduced by 42-75% and visibility remarkably improved. In downtown Atlanta, GA, ASOA contributed 29% and 16% of OC during summer and winter, respectively. ASOA dominates over BSOA during winter, while high biogenic VOC fluxes made BSOA the major SOA source in Atlanta, GA during summertime. These results indicate the high abundance of ASOA in urban air that has potential to be reduced by modification of anthropogenic activities. Overall, the work presented in this dissertation advances the knowledge about the abundance and variation of ASOA in urban atmospheres through the development of quantification methods and expansion of ASOA tracers. These tracers improve source apportionment of ASOA in receptor based models, which can ultimately aid in developing and implementing effective strategies for air quality management.

106 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-03T14:21:08Z No. of bitstreams: 4 SUMÁRIO.pdf: 251853 bytes, checksum: 136967f071e8c9dc1f1d9dc61b6ba5ed (MD5) RESUMO.pdf: 90333 bytes, checksum: 6feb676556b5519091aca62ba1aef7f9 (MD5) INTRODUÇÃO.pdf: 4006502 bytes, checksum: 77f35936fb80d965a1c446cf7b35deed (MD5) CAPA.pdf: 247759 bytes, checksum: 0319a707474146fc6565e0c7806729e3 (MD5) / Rejected by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br), reason: Solicito o envio em arquivo único. on 2013-04-18T15:44:07Z (GMT) / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-05-20T15:25:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação José Domingos S da Silva.pdf: 4188732 bytes, checksum: 5a2a0590c7239c937525ccc66385274d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-05-20T15:27:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação José Domingos S da Silva.pdf: 4188732 bytes, checksum: 5a2a0590c7239c937525ccc66385274d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T15:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação José Domingos S da Silva.pdf: 4188732 bytes, checksum: 5a2a0590c7239c937525ccc66385274d (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES / Um grande número de estudos epidemiológicos tem mostrado uma relação entre a exposição ao ambiente de partículas em suspensão e os efeitos adversos na saúde humana além de danos à flora, fauna, edificações dentre outros. Segundo alguns estudos o MPA afeta a saúde da população, causando várias patologias do trato respiratório (alergias, asma, enfisema pulmonar) e mortalidade cardiopulmonar, sendo responsável por grande numero de mortes em todo o mundo. Este trabalho teve por objetivo desenvolver e validar metodologia para determinação de íons presentes nas frações PM1 e PM2,5 no Material Particulado Atmosférico da atmosfera do entorno da Baía de Todos os Santos (BTS). Durante o desenvolvimento do trabalho foram coletadas amostras de MPA com a utilização de dois amostradores tipo ciclone com faixa de corte de PM1 e PM2,5 ligados a uma bomba de vácuo a uma vazão fixa de 10L min-1 por períodos de 12h durante 15 dias em três sítios de amostragem nos seguintes períodos: Botelho, Base Naval de Aratu (BNA) e Itaparica. As amostras coletadas foram coletadas e depois analisadas por cromatografia de íons com dois canais. Os íons determinados nos três sítios foram lactato, acetato, butirato, formiato, succinato, oxalato, amônio, fluoreto, cloreto, nitrato, sulfato, fosfato, sódio, potássio, magnésio e cálcio, a seguinte relação entre ânions e cátions nas frações PM1 e PM2,5. Dentre os três sítios o que apresentou maiores concentrações médias destes íons foi Botelho, isso ocorreu devido a sua posição geográfica em relação aos ventos que sopram nesta região durante a estação de inverno na qual as amostras foram coletadas as concentrações menores foram no sitio da BNA por estar em posição geográfica oposta em relação aos ventos. Para todos os sítios a relação iônica equivalente (ânions/cátions) sempre foi maior que um o que mostra que há mais cátions que ânions e, portanto, trata-se de caráter ácido. No sitio de Botelho foi encontrado um prevalência de íons emitidos por fontes industriais, ressuspensão de partículas, por emissão da flora e fonte secundaria. Em BNA houve prevalência de queima de combustível. Em Itaparica houve prevalência de emissões veiculares e de ressuspensão de partículas. / Salvador

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第18577号 / 工博第3938号 / 新制||工||1605(附属図書館) / 31477 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 米田 稔, 教授 高野 裕久, 教授 清水 芳久 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Entre os componentes orgânicos do material particulado atmosférico, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos tem importância pois além de responder positivamente a testes de mutagenicidade como os que utilizam a Salmonella typhimurium, fornecem informações sôbre a origem e a reatividade atmosférica. Em particular os isômeros do nitropireno e nitrofluoranteno são indicadores da poluição veicular (1-nitropireno é emitido diretamente por motores a diesel) ou relacionam-se a reatividade fotoquímica (2-nitrofluoranteno e 2-nitropireno são formados na fase gasosa pela reação dos HPAs precursores com NO2 e radicais OH e NO3). Este estudo teve o objetivo de identificar e quantificar os nitro-HPAs visando a avaliação da contribuição antropogênica e fotoquímica nos estudos dos processos responsáveis pela presença destes nitroarenos na atmosfera em sítios com diferentes características, comparando resultados obtidos nos centros urbanos (emissões diretas) e na floresta Amazônica (possível emissão durante a queima da biomassa). Paralelamente foi avaliada a ocorrência dos HPAs e dos hidrocarbonetos alifáticos saturados. Estes forneceram informações sôbre as principais fontes de emissão dos particulados nos vários sítios, a contribuição relativa das emissões naturais e antropogênicas e o tempo de residência das partículas. Na primeira fase do estudo foi desenvolvida uma metodologia para a separação dos nitro-HPAs, dos hidrocarbonetos alifáticos, HPAs e HPAs oxigenados que são particularmente abundantes no material particulado emitido pelos veículos e durante as queimadas. Esta metodologia foi testada e aperfeiçoada na Itália sôbre amostras coletadas em 3 sítios diferentes por amostradores de grande volume. Após a extração em Soxhlet, foi desenvolvido um método de extração líquida mais simples e rápida que as recentemente publicadas metodologias de separação, baseadas em colunas de alumina básica. A boa separação das classes de compostos mostrou que a metodologia desenvolvida foi adequada para determinação posterior dos HPAs, nitro-HPAs e oxi-HPAs em amostras de composição complexa como aquelas de origem natural, antropogênica e fotoquímica, típicas da Amazônia e São Paulo, que foram posteriormente analisadas. / A detailed knowledge of the organic components of the atmospheric suspended particulate matter is extremely useful for assessing the photochemical reactivity of the atmosphere, long-range transport of polluted air masses and the relative contribution of natural and anthropogenic sources to the total amount of organic matter that can be introduced into man\' s body. Among the organic species is very important the knowledge of the levels reached by nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons (nitro-PAH) in general, and particularly nitrofluoranthene (NF a) and nitropyrene (NPy) isomers since these compounds not only provides information on the extent to which anthropogenic sources can contribute to suspended particulate matter but it is also useful for evaluating the photochemical processes occurring in the atmosphere. The possibility to use nitrofluoranthene and nitropyrene as indicators of biogenic emission and photochemical smog pollution associated with the observation that one of them (l-nitropyrene) is directly emitted by vehicular sources whereas the others (2-NFa and 2-NPy) are formed by gas-phase reactions of their parent PAH with OH and N03 radicals in the presence of N02. Another important reason for monitoring nitro-PAH is that they positively respond to mutagenicity tests performed with Salmonella typhimurium Strain TA 98 carried out without activation. This work had the aim of identify and quantify the nitro-PAH to evaluate the anthropogenic and photochemical contribution and study the main processes risponsible for the presence of these nitroarenes in the atmosphere in sites of differents characteristics, comparing the results of urban sites (direct emissions) to the forest sites. It is also important to know the particulate matter composition with respect to n-alkanes and PAH associated with the particulate matter because they provide indication on the main sources contributing to airbome particles, the reI ative contribution of natural vs. man-made emission and the aging of the particles. In the first part of this work a methodology to separate the nitro-PAH from the n-alkanes, PAH and oxy-PAH which are particularly abundant in the particulate matter emitted by the vehicles and during the biomass burning was developed. This new methodology has been tested and improved in Italy on samples from three different sites collected on Hi-vol filters which were submited to Soxhlet extraction and then purified by a new liquid-liquid extraction method which is simpler and faster than the recently published basic alumina based purification procedure. The results indicate the new methodology was suitable to determine the PAH, nitro-PAH and oxy-PAH in samples of complex composition as those from Amazon Basin and São Paulo City which were analysed later.

Os derivados nitrados e oxigenados de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, nitro-HPA e oxi-HPA, podem ser encontrados no material particulado atmosférico e são provenientes da queima de combustíveis fósseis e biomassa, ou de reações dos HPA com gases atmosféricos. Determinados nitro-HPA e oxi-HPA apresentam mutagenicidade mais elevada do que a dos seus HPA precursores. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os níveis de nitro-HPA e oxi-HPA nos extratos orgânicos do material particulado atmosférico das cidades de São Paulo, Araraquara, Paulínia e Piracicaba, durante períodos com e sem a queima da palha da cana-de-açúcar, verificar a possível existência de transporte de poluentes entre as regiões estudadas e determinar a mutagenicidade do material particulado. O material particulado atmosférico foi coletado em amostrador de grande volume com filtro de fibra de quartzo e extraído em Soxhlet. Os extratos foram submetidos à separação por HPLC, obtendo as frações de HPA, nitro-HPA e oxi-HPA, as quais foram analisadas por GC-MS. Tanto as frações como os extratos brutos foram submetidos a determinações gravimétricas e testes biológicos. Os nitro-compostos específicos, 1-nitropireno (1-NPir), 3-nitrofluoranteno (3-NFlt) e 6-nitrocriseno (6-NCri), para os quais há disponibilidade de padrões, foram analisados sendo que o 6-NCri não foi detectado em nenhuma amostra. Os níveis dos nitro-HPA encontrados (concentração máxima = 0,86 ngm-3) foram similares aos níveis reportados na literatura para diferentes cidades do mundo e o 3-NFlt apresentou níveis mais altos do que o 1-NPir em todas as amostras. Dentre os sítios estudados, São Paulo apresentou, em geral, níveis mais altos do que Araraquara, Piracicaba e Paulínia, apesar das concentrações altas de material particulado encontradas nesses três sítios. Em todos os sítios estudados houve um aumento nos níveis dos nitro-HPA no inverno, e não foi possível verificar se as emissões provenientes da queima da palha da cana-de-açúcar contribuem para os níveis desses poluentes. Na cidade de São Paulo, sítio mais estudado, foi observada uma variação sazonal evidenciada pelo aumento dos nitro-HPA no inverno de 2002. Níveis similares de nitro-HPA foram observados nos invernos de 2001 a 2004, exceto em 2003, onde os níveis foram mais altos devido provavelmente ao período longo de estiagem e às condições meteorológicas favoráveis à estagnação dos poluentes. Relacionando-se os níveis dos nitro-HPA com as trajetórias das massas de ar verificou-se um possível transporte de poluentes de uma região para outra em um único caso, de um total de 15. Dentre os oxi-HPA identificados (5H-fenantro(4,5-bcd)pirano-5-ona, 1-ácido fenantrenocarboxílico, 4H-ciclopenta(def)criseno-4-ona, 9,10-antracenodiona e benzantrona) a 9,10-antracenodiona e a benzantrona são comprovadamente mutagênicos. A benzantrona foi a mais freqüentemente encontrada nas amostras. Os níveis mais altos de oxi-HPA foram encontrados nas amostras de Araraquara e Piracicaba. Por final, pode-se concluir também, que as mutagenicidades das frações nitro- e oxi-HPA são as principais responsáveis pela mutagenicidade do extrato bruto, uma vez que a mutagenicidade das frações HPA praticamente não contribuiu para a mutagenicidade total. / Nitrated and oxygenated derivatives of polycyclic aromatic hydrocarbons, nitro-PAH and oxi-PAH, can be found in the atmospheric particulate matter from the combustion of fossil fuel and biomass or as result of PAH reactions with atmospheric gases. Some nitro-PAH and oxi-PAH compounds present higher mutagenicity than their parent PAH. The objective of this research was to evaluate the nitro- and oxi-PAH levels in organic extracts of atmospheric particulate matter collected at the cities of Sâo Paulo, Araraquara, Piracicaba and Paulinia, over periods with and without sugar cane burning, to analyze the possible transport of pollutants at these regions and to determine the mutagenicity of the particulate matter . The atmospheric particulate matter was collected by high volume sampler over quartz fiber filter and extracted with soxhlet. Extracts were submited to HPLC to obtain PAH, nitro-PAH and oxi-PAH fractions, which were analyzed by the GC-MS. Both fractions and extracts were subjected to gravimetric determinations and biological tests. Specific compounds, 1-nitropyrene (1-NPir), 3-nitrofluoranthene (3-NFlt) and 6-nitrocrisene (6-NCri) were analyzed and only 6-NCri was not detected in any of the samples. The determined levels of nitro-PAH (maximum concentration = 0,86 ngm-3) were similar to that reported in the literature for other cities of the world. In all samples, the 3-NFlt level was higher than that of 1-NPir. Among the studied areas, São Paulo presented, in general, higher levels than Araraquara, Piracicaba and Paulinia, despite the high concentration of particulate matter found at these areas. All the studied sites presented higher levels of nitro-PAH during the winter, and it was not possible to verify if the emissions of sugar cane burning contribute to the levels of these pollutants. An increase of the nitro-PAH during the winter of 2002 was observed in São Paulo, the more deeply studied site, showing a seasonal variation. Similar levels of nitro-PAH were observed in the winter of 2001, 2002 and 2004. In 2003, the levels were even higher probably due to the long period without rain and favorable meteorological conditions to the stagnation of pollutants. Relating the nitro-PAH levels with the air masses trajectories, it was observed that the pollutants were transported from a region to another in only one out of the 15 studied cases. Among the oxi-PAH identified (5H-phenanthro(4,5-bcd)pyran-5-one, 1-phenanthene carboxylic acid, 4H-ciclopenta(def)crisene-4-one, 9,10-anthracenedione and benzanthrone), the 9,10-anthracenedione and benzanthrone are mutagenic and were found in the most of the samples. Finally, the mutagenicity of the nitro-PAH and oxi-PAH fractions accounted for the mutagenicity of the organic extract, due to the fact that the mutagenicity of the PAH fractions was very low and its contribution to the total mutagenicity was negligible.

Apesar da crescente mecanização, a queima da palha da cana-de-açúcar no Estado de São Paulo ainda emite elevada carga de material particulado (MP) para a atmosfera. Este trabalho objetiva a caracterização química desse MP, para avaliar sua importância em termos ambientais e na saúde. Amostras de MP coletadas em Ourinhos e Araraquara apresentaram concentrações dos marcadores de queima de biomassa: levoglucosano (L), manosano (M) e galactosano (G), maiores e mais variadas nos períodos noturno e de safra, devido à maior intensidade das queimadas. As concentrações médias obtidas para amostragens de 24h (ng m-3; n=73) foram de: L=116±82, M=16,4±14,7 e G=10,7±9,3. Levoglucosano foi determinado predominantemente em partículas finas (58-89%), enquanto os outros dois anidroaçúcares tiveram distribuição mais homogênea. A correlação linear entre L e K+ foi fraca, e a razão L/K+ foi menor que na Amazônia, indicando a presença de partículas de solo. A razão L/M (9±5; n=105) reforça a importância da queima de cana-de-açúcar na formação do MP, e pode ser útil para a caracterização do tipo de biomassa queimada e do processo de combustão. No estudo de especiação química foi identificado que os n-alcanos variaram de 0,24 a 118 g m-3, sendo as razões de diagnóstico aplicadas aos homólogos n-alcanais, n-alcanonas, n-alcanóis e ácidos n-alcanóicos decisivas para comprovar que a queima de biomassa foi a fonte dominante de MP para a atmosfera. A soma das concentrações dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nas amostras variou de 2 a 39 ng m-3, sendo o reteno o mais abundante (14-84%). Para quatro das seis amostras de safra analisadas, o índice benzo(a)pireno equivalente foi superior (2,3; 1,9; 1,6 e 1,1 ng m-3) ao valor limite recomendado pela Organização Mundial da Saúde (1,0 ng m-3), demonstrando que a queima da cana-de-açúcar pode emitir concentrações preocupantes de compostos com potencial carcinogênico e mutagênico. A emissão de compostos orgânicos para atmosfera foi de até 123 µg m-3 na safra e 0,82 µg m-3 na entressafra. As maiores concentrações de compostos polares foram observadas em amostras de safra, porém, em termos percentuais, a proporção de n-alcanos chegou a 96%. No entanto, em termos absolutos, a massa de carbono orgânico solúvel emitida foi maior na safra. A soma das concentrações dos açúcares quantificados por CG-EM correspondeu de 26 a 78% do açúcar total, indicando que a fração hidrofílica do MP pode ser maior que a determinada pelo fracionamento. O caráter hidrofílico do MP emitido durante a queima de cana-de-açúcar pode influenciar na formação de núcleos de condensação de nuvens e no regime de chuvas regional. / Although there is an increasing mechanization of the sugar cane harvesting practice in São Paulo State (SP), the emission of particulate matter (PM or aerosol) to the atmosphere due to leaf burning is still high. The aim of this work is to perform a chemical characterization of this atmospheric aerosol to evaluate its importance related to environmental and health issues. The concentrations of the biomass burning markers: levoglucosan (L), mannosan (M) and galactosan (G), determined in the aerosol samples collected in Ourinhos and Araraquara (SP), were higher and more variable in the night samples and during the harvest period, when most of the biomass burning activities occurs. The average concentrations (ng m-3) for samples collected during 24h (n=73) were: L=116±82, M=16.4±14.7 and G=10.7±9.3. Levoglucosan was found predominantly in fine particles (58-89%), while the other two anhydrosugars had a more homogeneous distribution. The linear correlation between L and K+ was weak, and the L/K+ ratio was smaller than the one found in the Amazon, indicating the presence of soil re-suspension particles. The L/M ratio (9±5; n=105) strengthen the evidence that sugar cane leave burning was the main source of the regional aerosol. This ratio can be useful to characterize the type of biomass that is being burnt and the process of combustion. In the chemical speciation study, it was identified that n-alkanes ranged from 0.24 to 118 g m-3. The diagnostic ratios applied to the n-alkanals, n-alkanones, n-alkanols and n-alkanoic acids homologous series were vital to prove that the biomass burning was the dominant source of aerosols to the atmosphere. The sum of the concentrations of the polycyclic aromatic hydrocarbons in the samples ranged from 2 to 39 ng m-3, and retene was the most abundant (14-84%). Four out of six samples of aerosol samples from the harvest period analyzed, had the benzo(a)pyrene equivalent index (2.3; 1.9; 1.6 and 1.1 ng m-3) higher than the limit recommended by the World Health Organization (1.0 ng m-3), demonstrating that sugar cane burning can emit unsafe concentrations of compounds with carcinogenic and mutagenic potential. The emission of organic compounds to the atmosphere was up to 123 µg m-3 in the harvest period, compared to 0.82 µg m-3 in the non-harvest period. The largest concentrations of polar compounds were observed in samples from the harvest period, however, in percentage terms, the proportion of n-alkanes (non-polar) reached 96%. Nevertheless, in absolute terms, the mass of soluble organic carbon emitted was larger in the harvest period. The sum of the sugars concentrations quantified by gas chromatography in this work corresponded from 26 to 78% of the total sugar content, indicating that the hydrophilic fraction of the aerosol can be larger than that determined using the fractionation method. The hydrophilic character of the aerosol emitted during the sugar cane burning may affect the formation of cloud condensation nuclei and the regional rain pattern.