Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2018-10-05T14:45:48Z No. of bitstreams: 2 Everlin_Pereira_Fernandes_13_07_2018.pdf: 4089864 bytes, checksum: e2b875713c5188ab7149fade704ad635 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T14:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Everlin_Pereira_Fernandes_13_07_2018.pdf: 4089864 bytes, checksum: e2b875713c5188ab7149fade704ad635 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / The chemistry and physical properties of the fine particulate matter (PM1) were investigated in Central Amazonia, in areas with different impacts. Measurements were performed at two GoAmazon experimental sites, the site T0a (ATTO tower) is located in a remote area without significant anthropogenic impacts, and the site T2 (Tiwa Hotel), which was designed to represent anthropogenic emissions of the city Manaus and surrounding areas, on the opposite side of the Rio Negro. Measurements were performed with the ACSM (Aerosol Chemical Speciation Monitor) from Aerodyne Research Inc., which analyzes the non-refractory aerosol fraction with aerodynamic size less than 1 μm (PM1). Optical properties were analyzed with nephelometers (visible light scattering) and absorption photometers (MAAP) that measures the absorption radiation and black carbon concentration. Particle size distribution in the range of 10 to 600 nm was analyzed with the Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS). In the wet season, mean composition of the PM1 showed values of 1.20 and 4.92 μg.m-3 for sites T0a and T2, respectively, indicating the strong impact of the urban emissions of Manaus. Scattering and absorption properties for T0a site presented values of 3.02 and 0.11 Mm-1, respectively. Therefore, it presented high mass scattering efficiencies due to the aerosol particles with high radiation dispersion capacity. However, some events transported over long distances reached T0a and caused changes in the mass absorption efficiency, due to the presence of absorber aerosols. Absorption coefficient at the T2 had a mean value of 5.15 Mm-1 and high mass absorption efficiencies, thus demonstrating that the anthropogenic emissions have a significant influence on the absorption properties of the aerosols. The particles belonging to the Aitken and accumulation modes dominated in the T0a, whereas in the T2 the predominant component was the Aitken mode. For T0a, high values of isoprene oxidation particles were observed, as well as oxidized organic particles, but with low values of hydrogenated particles. However, T2 site, observed high values of oxidized particles and particles from vehicle emissions. In the dry season, PM1 concentrations increased significantly in both sites relative to the wet season, presenting values of 7.1 ± 4.3 μg.m-3 for T0a and 13.9 ± 9.6 μg.m-3 for T2. Scattering and absorption properties also increased, showing the scattering and absorption coefficients for T0a with values of 21.1 and 3.9 Mm-1, while T2 presented the value of 9.3 Mm-1 for absorption coefficient. In respect to the particles size, both sites showed particles predominantly in mode of accumulation, which demonstrate that come from the most oxidized aerosols. In addition, sites T0a and T2 presented predominantly the oxidized organic particles and from biomass burning emissions particles. Therefore, it was possible to observe a complex interaction between the natural biogenic emissions and urban emissions of the city Manaus, demonstrating that anthropogenic emissions altered important chemical and physical properties of aerosols, both in the city Manaus in the analyzed seasons and remote areas during the dry season. / As propriedades químicas e físicas do material particulado fino (PM1) foram investigadas na Amazônia Central, em áreas com impactos distintos. Medidas foram realizadas em dois sítios experimentais do GoAmazon, o sítio T0a (torre ATTO) fica localizado em uma área remota, sem impactos antropogênicos significativos, e sítio T2 (Tiwa Hotel), desenhado para analisar as emissões de antropogênicas da cidade de Manaus e áreas circundantes, no lado oposto do Rio Negro em relação à área urbana. As medidas foram realizadas com o ACSM (Aerosol Chemical Speciation Monitor) da Aerodyne Inc., que analisa a fração não refratária do aerossol com tamanho aerodinâmico menor que 1 μm (PM1). Propriedades óticas foram analisadas com nefelômetros (espalhamento de radiação visível) e fotômetros de absorção (MAAP) que mede a absorção de radiação e a concentração de black carbon. A distribuição de tamanho dos aerossóis na faixa de 10 a 600 nm foi analisada com o SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer). Na estação chuvosa, a concentração média do PM1 apresentou valores de 1,20 e 4,92 μg.m-3 para os sítios T0a e T2, respectivamente, mostrando o forte impacto das emissões urbanas de Manaus no T2. As propriedades de espalhamento e absorção no T0a apresentaram os valores de 3,02 Mm-1 e 0,11 Mm-1, respectivamente. Logo, este apresentou altas eficiências de espalhamento por massa em razão das partículas de aerossóis com alta capacidade de dispersão de radiação. Entretanto, foram identificados dois episódios no T0a relacionados aos transportes de longas distâncias que causaram alterações na eficiência de absorção por massa, apresentando aerossóis absorvedores. O coeficiente de absorção no sítio T2 apresentou um valor médio de 5,15 Mm-1 e altas eficiências de absorção por massa, demonstrando, dessa forma, que as emissões antropogênicas influenciam significativamente nas propriedades ópticas dos aerossóis. As partículas pertencentes à moda de Aitken e de acumulação dominaram no T0a, enquanto no T2 o predominante foi na moda de Aitken. Para o sítio T0a, foram observados altos valores de partículas provenientes da oxidação de isopreno, assim como de partículas orgânicas oxidadas, porém com poucas quantidades de partículas hidrogenadas. Enquanto no T2 foram observados valores altos de partículas envelhecidas e partículas provenientes das emissões veiculares. Para a estação seca, as concentrações do PM1 aumentaram significativamente em ambos os sítios em relação à estação chuvosa, apresentando valores de 7,1 ± 4,3 μg.m-3 para T0a e 13,9 ± 9,6 μg.m-3 para T2. Os coeficientes de espalhamento e absorção também aumentaram para ambos os sítios, o qual o T0a apresentou valores de 21,1 e 3,9 Mm-1, enquanto o T2 apresentou o valor de 9,3 Mm-1 para o coeficiente de absorção. Em relação ao tamanho das partículas, ambos os sítios apresentaram partículas predominantemente na moda de acumulação, os quais demonstram que são provenientes das partículas mais oxidadas. Além disso, os sítios T0a e T2 apresentaram predominância nas partículas orgânicas oxidadas e partículas provenientes das emissões de queima de biomassa. Portanto, foi possível observar uma complexa interação entre as emissões biogênicas naturais e as emissões urbanas da cidade de Manaus, demonstrando que as emissões antropogênicas alteraram as propriedades químicas e físicas importantes dos aerossóis, tanto na cidade de Manaus nas estações analisadas, quanto em áreas remotas durante a estação seca.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8871_TESE - FINAL - Alexandre_Magalhaes_Santiago.pdf: 7431792 bytes, checksum: 45fc8d5b0f9ef9ecfadc727f9456e258 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Este trabalho teve como principal objetivo avaliar a formação e o transporte de Material Particulado na Região Metropolitana da Grande Vitória (RMGV) utilizando o The Models-3 Community Multiscale Air Quality Modeling System (CMAQ). Em particular, investigou-se a resposta de material particulado a mudanças nas fontes de emissões veiculares e industriais. No inverno de 2012 (de 22 a 31 de julho) foi realizada uma campanha experimental utilizando o LIDAR para caracterizar o comportamento da Camada Limite Atmosférica (CLA) e o SODAR para medir a estrutura vertical da atmosfera na RMGV. Também foram utilizados dados coletados pelas estações meteorológicas e de qualidade do ar da região para validação dos resultados numéricos. Os campos meteorológicos tridimensionais foram modelados utilizando o modelo meteorológico Weather Research and Forecasting (WRF) na versão 3.4.1 durante o período de 15 a 31 de julho de 2012. Fez-se uso de quatro domínios aninhados com resolução de grade 27 quilômetros (70 × 70 células), 9 km (100 x 100 células), 3 km (100 x 100 células), 1 km (células 120 x 120) e todos com 21 níveis verticais. Para as simulações com o CMAQ, utilizou-se e domínio com resolução de 1 km com corte para 79 x 61 células, o qual abrange as cidades de Cariacica, Laranjeiras, Serra, Viana, Vila Velha e Vitória. As simulações com o modelo CMAQ foram realizadas de 22 de julho a 31 de 2012 (240 horas). O modelo SMOKE foi aplicado para construir um inventário de emissões, espacialmente e temporalmente resolvido para RMGV utilizando o inventário de emissões oficial do Estado. As simulações de qualidade do ar utilizaram concentrações medidas como as condições iniciais e de fronteira. Foram utilizadas as opções AERO4 e Carbon Bond V disponíveis na versão 4.6 do modelo CMAQ para descrição dos processos de aerossol, química da fase aquosa e gasosa. Três diferentes cenários foram simulados: considerando o atual inventário de emissões (caso base), considerando a exclusão de fontes de emissões veiculares (cenário 1) e considerando a exclusão das emissões industriais (cenário 2). Os resultados apontam valores máximos de concentração de partículas sobre a Ponta de Tubarão devido à concentração industrial, entretanto, observa-se claramente a influência veicular na região. Observou-se uma queda na concentração de MP10 em relação ao caso base e nos dois cenários de redução de emissão, 85 % e 24 % para Laranjeiras, 82 % e 25 % para Enseada e 89 % e 23% para Cariacica, sem a presença de emissões veiculares e sem a presença de emissões industriais, respectivamente. Observou-se uma queda na concentração de MP2,5 em relação ao caso base foi de aproximadamente 75,4 % e 19,4 % para Laranjeiras, 74,5 % e 19,9 % para Enseada e 79,1 % e 7,8% para Cariacica, sem a presença de emissões veiculares e sem a presença de emissões industrias, respectivamente. Os resultados simulados mostraram que a fração carbonácea no material particulado da RMGV é de aproximadamente 60 % da massa total de MP10, logo os cenários simulados de supressão das principais fontes da região, causaram maiores impactos na concentração de carbono orgânico e elementar do que nas concentrações de sulfato, nitrato e amônio as quais eram muito pequenas no caso base e permaneceram sem alterações significativas. Estes resultados reforçam a necessidade de atualizar o inventario de fontes de emissão da RMGV, o qual considera a fonte veicular como principal fonte de MP na região. Políticas de controle de concentração de MP devem considerar o papel de aerossóis orgânicos e do carbono elementar, visto que estes correspondem a maior fração da massa total do MP10.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:56:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9265_Tese Versão final 05 ficha.pdf: 6216026 bytes, checksum: f62b68a81860c6faf1c1cfdb4027e007 (MD5) Previous issue date: 2015-06-30 / O material particulado é um poluente atmosférico que provoca danos à saúde humana, dos animais e das plantas, afeta o clima além de ser causa potencial de incômodo quando se sedimenta em objetos, materiais e superfícies de uso cotidiano. Em regiões urbanas o material particulado se origina principalmente de fontes industriais, veiculares, suspensão do solo e construção civil que por meio dos efeitos do vento (direção e velocidade) promovem a dispersão e sedimentação das partículas. Esta tese estuda e avalia a percepção do incômodo causada por material particulado em regiões metropolitanas e industrializadas a fim de identificar os fatores determinantes do incômodo percebido e sua relação com níveis de material particulado (PM10, PTS e Partículas Sedimentadas). Os dados foram coletados por meio de pesquisas de opinião realizadas face a face e por telefone no período de 2011 a 2014 assim como dados de concentração dos poluentes medidos nas estações fixas de monitoramento da qualidade do ar. Os dados foram analisados por meio da aplicação de técnicas estatística multivariada, análise de correspondência múltipla, análise de componentes principais e regressão logística simples e múltipla. Os resultados mostraram que aproximadamente 90% dos respondentes estão incomodados com a poluição do ar, principalmente pela presença de poeira. De forma geral as variáveis indicadas como determinantes do incômodo são, importância da qualidade do ar, percepção do risco industrial, percepção da poluição, ocorrência de problemas na saúde, gênero e idade. Na análise entre os relatos de incômodo obtidos na pesquisa face a face e a concentração de PM10 e PTS para as sub-regiões da RGV observa-se probabilidade significativa de relatos de incômodo mesmo quando não expostos à concentração desses poluentes, indicando que o incômodo está muito mais relacionado à percepção da poeira. Esta hipótese se confirma na análise entre a percepção do incômodo relatada na pesquisa painel e as taxas de deposição de partículas medidas mensalmente. A partir daí foi possível estimar o percentual de indivíduos dado os aumentos gradativos na taxa de partículas sedimentadas para cada sub-região. Estes resultados contribuem cientifica e socialmente no sentido de fornecer um guia com diretrizes para subsidiar a definição de um padrão de qualidade do ar para o incômodo causado por partículas sedimentáveis na região metropolitana da Grande Vitória. Finalmente, por meio de uma análise do efeito combinado de diferentes formas de medir o material particulado foi possível estimar parâmetros para cálculo do risco relativo de incômodo para cada poluente e concluir que o valor mais preciso entre os riscos relativos estimados se refere às partículas sedimentadas.

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.

O presente trabalho avaliou a qualidade do ar de uma área central da cidade de São Carlos-SP, mais precisamente no campus 1 da Universidade de São Paulo. Nessa região há grande movimentação de pessoas e veículos, principalmente durante o horário comercial. Esta avaliação foi feita com base na determinação de um dos parâmetros utilizados para verificar a qualidade do ar, o material particulado (MP) inalável em suspensão, ou seja, partículas que possuem diâmetro aerodinâmico menor ou igual a 10 μm e podem penetrar no sistema respiratório, sendo portanto, nocivas à saúde humana. O MP foi determinado em suas frações de 2,5 e 10 μm de diâmetro (MP10 e MP2,5). Duas metodologias diferentes foram utilizadas para determinar a concentração do material particulado em suspensão, fotometria por espalhamento de luz, através do equipamento ADR-1500 e gravimetria, através do PEM (Personal Enviromental Monitor). Os valores obtidos pelo método gravimétrico foram superiores aos resultados encontrados através da fotometria. As concentrações obtidas foram comparadas com os limites recomendados pela Organização Mundial da Saúde para o MP em suas frações de 2,5 e 10 μm, iguais respectivamente a 25 e 50 μg/m3. Além do material particulado foram obtidos dados para temperatura, umidade relativa e precipitação. As médias obtidas para as concentrações de MP10 e MP2,5, com o método gravimétrico, o qual fornece os resultados mais confiáveis, foram iguais respectivamente a 48,8 e 23,1 μg/m3, muito próximas portanto, de seus limites correspondentes. As menores concentrações obtidas para o MP10 foram, em sua maioria, verificadas em dias chuvosos, tanto através do PEM como do ADR. As concentrações de MP2,5, obtidas somente através do PEM, também apresentaram os menores valores em dias com chuva. Foi desenvolvido um modelo matemático que prevê o comportamento do MP10 durante as precipitações, evento este que se mostrou o mais importante na influência da concentração de material particulado atmosférico. / This study evaluated the air quality of a central area of the city São Carlos-SP, more precisely on the Campus 1 of the University of São Paulo. In this region there is a large movement of people and vehicles, manly during business hours. This evaluation was made based on determination of one parameter used to verify air quality, the inhalable particulate material (PM) suspended in the air, in other words, particles which have aerodynamic diameter less or equal to 10 μm and can penetrate in the respiratory system, therefore, harmful to human health. The PM was determined in its fractions from 2,5 and 10 μm of diameter (PM10 e PM2,5).). Two different methodologies were used to determinate the concentration of particulate suspended material, photometry by scattered light, using the equipment ADR-1500, and gravimetry, thru PEM (Personal Environmental Monitor). The data obtained from gravimetry were higher than the results found thru photometry. The concentrations found were compared to the limits recommended by World Health Organization for PM and its fractions of 2,5 and 10 μm, equal to 25 and 50 μg/m3. Besides PM, temperature, relative humidity and precipitation were measured. The average values for the concentrations of PM10 and PM2,5 , using gravimetry, which provide more reliable results, it were equal to 48,8 and 23,1 μg/m3, therefore really close to their corresponding limits. The lower concentrations seen for PM10 were, mostly, verified on rainy days, using PEM and ADR. The concentrations of PM2,5 , obtained just using PEM, also had the lowest values during rainy days. A mathematical model was developed to predict PM10 behavior during precipitations, this event has shown to have the most important influence on the concentration of atmospheric particulate matter.

O processamento de materiais sólidos gera emissão e suspensão de material particulado, por este motivo, as indústrias vêm fazendo maiores investimentos na prevenção e minimização de emissões, revertendo essas perdas em lucros, diminuindo suas perdas, utilizando a proteção ambiental como um instrumento de marketing, aumentando a competitividade da empresa no mercado. A motivação deste projeto vem justamente da necessidade de mitigação da emissão de particulados de uma indústria que utiliza o processo de eletrofusão em seu sistema produtivo, pois há fuga de material particulado durante o processo. O objetivo principal do projeto consiste na análise de eficiência do sistema de exaustão para orientação de proposições de melhorias no mesmo. Foram determinados 4 pontos de coleta de amostra de maneira que representasse todo o processo, as amostras foram coletadas 3 vezes por dia, durante 5 dias. Foram feitas a caracterização química, utilizando fluorescência de raio-x e física utilizando a técnica de espalhamento de luz no equipamento Malvern. Posteriormente foi feita a elaboração das curvas de distribuição granulométricas para determinação do diâmetro de corte do ciclone. Para avaliação do sistema de exaustão foi calculada a eficiência do ciclone através do balanço de massa e através do ajuste de modelo RRB linear e não-linear calculados através do resultado de análise granulométrica. A conclusão foi de que é necessário fazer melhoria no ciclone para que haja melhoria no sistema de exaustão da empresa e redução da perda e emissão de material particulado. As análises orientaram o redimensionamento do ciclone. / The processing of solid materials generates emission and suspension of particulate matter - for this reason industries are making major investments in prevention and minimization of emissions, returning those losses into profits by reducing their losses, using environmental protection as a marketing tool, increasing the company's competitiveness in the market. The motivation of this project right comes from the need to mitigating the particulate emissions of an industry that uses the electrofusion process in its production system because there is escape of particulate matter during the process. The main objective of the project consists in analyzing the efficiency of the exhaustion system to guide improvement propositions in it. Four representative sampling points were, samples were collected three times a day during 5 days. Chemical and physical characterization were made by using x-ray fluorescence and with light scattering technique with the Malvern equipment, respectively. After that, the particle size distribution curves were traced so the cyclone cut diameter could be determined. In order too evaluate the exhaustion system it was calculated cyclone efficiency by mass balance; by using the RRB parameters adjusted by linear and nonlinear model adjustment using the results of particle size analysis. The conclusion was that it is necessary to improve the cyclone in order to improve the exhaustion system efficiency reducing the loss and emission of particulate matter. The analyzes guided the resizing of the cyclone.

Um porto é uma organização dinâmica que possui áreas críticas que abrigam fontes emissoras de poluentes, como indústrias em seu entorno, modais terrestres (caminhões e trens), operações com carga e descarga de granéis agrícolas, fluxo de navios, entre outros. Neste estudo foi utilizada a modelagem desenvolvida em 2009 pela Current Methodologies in Preparing Mobile Source Port-Related Emission Inventories da Agência Americana de Proteção ao Meio Ambiente (US EPA), que estima os fatores de emissão de material particulado por navios considerando a energia, a característica e o tempo de atividade de cada embarcação, o fator de carga de propulsão e o fator de emissão para cada poluente. Para estimar as emissões fugitivas de material particulado provenientes de operações portuárias com milho, grãos de soja e farelo de soja foi utilizada a modelagem desenvolvida em 2006 pelo Group Emissions Factor US EPA, que considera o volume de carga movimentada, velocidade do vento, umidade do material e fator de tamanho das partículas. Os resultados, referente aos meses de maio e agosto de 2017, em conjunto com os dados coletados em 16 de maio de 2017 pela técnica LIDAR, indicam que as emissões de material particulado pelos navios têm sua maior taxa de emissão para MP10 (moda grossa). Para as emissões fugitivas em operações com grãos, os resultados mostraram que as maiores emissões são provenientes de operações de soja em grãos. Em suporte às modelagens, foi utilizada a técnica LIDAR (Light Detection And Ranging) de sensoriamento remoto que utiliza radiação luminosa, e está baseada na emissão de um feixe de radiação eletromagnética que permite a obtenção de medidas a distância através da radiação retroespalhada. O pulso de luz emitido para a atmosfera interage com as partículas e moléculas que agem como espalhadoras. Os dados coletados são inseridos no programa Mathematica, e os valores obtidos inseridos na plataforma PYTON gerando gráficos. Os dados foram coletados em 16 de maio de 2017, com medidas em diferentes horários e identificada a possível presença de material particulado (MP) na região do porto. O porto de Santos, está localizado no centro do litoral do estado de São Paulo, é o maior porto da América Latina e um dos principais conflitos nessa região são as emissões de material particulado. / A harbor is a dinamic organization that has critical áreas that contain pollutants sources such as insdutries in its surroundings, terrestrial modal (trucks and trains), operations with loading and unloading of agricultural bulk, ship flow, among others. This study used the model developed by the Current Methodologies in Preparing Mobile Source of the US Environmental Protection Agency (US EPA), which estimates the emission factors of particulate matter by ships considering the energy, characteristic and time of activity of each vessel, the propulsion load factor and the emission factor for each pollutant. To estimate fugitive emissions of particulate matter from port operations with corn, soybeans and soybean meal was used to model developed by Group Emissions Factor US EPA, which considers the volume of load handled, speed wind, humidity of the material and particle size factor. The results, referrinf to the months May and August of 2017, together with the data collected on May 16, 2017 by the LIDAR technique, indicate that emissions of particulate matter by ships have their highest emission rate for PM10 (coarse mode). For fugitive emissions of particulate matter in grain operations, the results showed that the highest emissions are from soybean grain operations. In support of modeling, It was used the LIDAR technology (Light Detection And Ranging) remote sensing which uses light radiation, and is based on the emission of an electromagnetic radiation beam that allows to obtain measurements at a distance by backscattering radiation. The pulse of light emitted into the atmosphere interacts with the particles and molecules that act as spreaders. The collected data are inserted into the Mathematica program and the values obtained are inserted into the PYTON platform generating graphs. The data were collected on May 16, 2017, with measurements at different times and identified the possible presence of particulate matter (PM) in the harbor region. The harbor of Santos, is located in the center of the coast of the state of São Paulo, is the bigger harbor in Latin America and one of the main conflicts in this region are emissions of particulate matter.

Há fortes evidências dos efeitos negativos da exposição gestacional a poluentes atmosféricos. No entanto, mecanismos de atuação de poluentes não são bem compreendidos. Alterações fisiológicas anômalas na progenitora, durante o período de gravidez, podem causar mudanças permanentes na prole, que podem desencadear futuras doenças na vida adulta. Portanto, o estudo dessas alterações maternas é importante. A metabolômica é definida como a análise global do metaboloma de um organismo em experimentos comparativos, com o objetivo de observar mudanças relativas da abundância dos metabólitos, o aparecimento ou desaparecimento de metabólitos, e pode fornecer uma melhor compreensão dos mecanismos de funcionamento celular dos organismos a nível molecular. Nesse trabalho, um estudo experimental de exposição gestacional materna, ao material particulado fino (MP2,5), foi realizado, para avaliar os efeitos dessa exposição no metabolismo, por meio da análise metabolômica global da urina de camundongos fêmeas progenitoras expostas ao MP2,5 (grupo teste) ou a ar filtrado (grupo controle) durante a gestação. Um método cromatográfico e de preparo de amostra para metabolômica urinária por HILIC-MS foram otimizados. Para a otimização da condição cromatográfica, foram investigados a influência de aditivos, concentração de sal e pH da fase móvel, bem como, a rampa do gradiente. A melhor condição foi escolhida por meio da avaliação do formato de pico, da intensidade relativa e do CV do tempo de retenção para 15 m/z selecionados, assim como, pelo número total de molecular features e CV da intensidade desses molecular features. A melhor condição obtida apresenta 20 mmol/L de formiato de amônio em sua composição do solvente B da fase móvel e 95% acetonitrila e 5% solução aquosa 400 mmol/L de formiato de amônio na composição do solvente A. Para o preparo de amostra, foram examinados diferentes solventes orgânicos e suas misturas, para a precipitação de proteínas da urina. O isopropanol foi o solvente apresentou os melhores resultados para o preparo de amostra. Dessa forma, com o método analítico otimizado, as amostras de urina de camundongos fêmeas prenhas foram submetidas à analise metabolômica global por HILIC-MS. O metaboloma dos animais foi bastante alterado pela exposição gestacional ao material particulado. Observou-se alteração dos níveis de carnitinas, aminoácidos, peptídeos, entre outros. Há também indícios de que a poluição atmosférica alterou a microbiota intestinal dos animais, devido ao aumento de N-óxido de trimetilamina, um metabólito que também é relacionado ao processo de aterosclerose. Níveis de metabólitos relacionados ao metabolismo da histidina também foram alterados devido a exposição ao MP2,5. Níveis de carnitina e acilcarnitinas foram aumentados no teste, sugerindo alteração da produção de energia na mitocontria. / There are strong evidences regarding negative effects of gestational exposure to air pollution. However, the mechanisms of action of air pollutants are not well established. Maternal anomalous physiological changes during pregnancy may cause permanent changes in offsprings, that might initiate future diseases in adult life. Therefore, the study of those maternal changes during pregnancy is important. Metabolomics is defined as the global analysis of the metabolome of an organism in comparative studies, for the measurement of relative changes in the metabolite abundance, appearance or disappearance. Metabolomics might provide a better understanding of cellular functioning at the molecular level. In this work, an experimental study of maternal gestational exposure to fine particulate matter (PM2.5) was accomplished to evaluate the effects of this exposure to the metabolism, by an untargeted metabolomics analysis of urine from pregnant mice exposed to PM2.5 or to filtered air during pregnancy. A chromatographic and sample preparation methods for urinary untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS were optimized. For the chromatography optimization, the influence of mobile phase additives, salt concentration and pH, as well as, the gradient ramp were investigated. The best condition was chosen by the evaluation of peak shape, relative intensity and retention time CV of 15 selected m/z, as well as, the total number of molecular features and the intensity CV of those molecular features. The best condition comprises of 20 mmol/L of ammonium formate as solvent B, and 95% acetonitrile and 5% 400 mmol/L of ammonium formate as solvent A, in the composition of the mobile phase. For the sample preparation, different solvents, along with, their mixtures were examined for the urine protein precipitation. Isopropanol was the solvent that presented the best results for sample preparation. Thus, after the analytical method optimized, urine samples from the progenitors were submitted to untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS. The animals\' metabolome were significantly changed by the gestational exposure to particulate matter. It was observed changes in the levels of carnitines, amino acids, peptides, among others. There is some indication that the air pollution has altered the gut microbiota, due to the enhancement of trimethylamine N-oxide (TMAO), a metabolite that is also related to the atherosclerosis process. The level of metabolites related to histidine metabolism were also altered due to PM2.5 exposure. Carnitine and acylcarnitine levels were also increased in the test group, suggesting an altered energy production in the mitochondria.

Há fortes evidências dos efeitos negativos da exposição gestacional a poluentes atmosféricos. No entanto, mecanismos de atuação de poluentes não são bem compreendidos. Alterações fisiológicas anômalas na progenitora, durante o período de gravidez, podem causar mudanças permanentes na prole, que podem desencadear futuras doenças na vida adulta. Portanto, o estudo dessas alterações maternas é importante. A metabolômica é definida como a análise global do metaboloma de um organismo em experimentos comparativos, com o objetivo de observar mudanças relativas da abundância dos metabólitos, o aparecimento ou desaparecimento de metabólitos, e pode fornecer uma melhor compreensão dos mecanismos de funcionamento celular dos organismos a nível molecular. Nesse trabalho, um estudo experimental de exposição gestacional materna, ao material particulado fino (MP2,5), foi realizado, para avaliar os efeitos dessa exposição no metabolismo, por meio da análise metabolômica global da urina de camundongos fêmeas progenitoras expostas ao MP2,5 (grupo teste) ou a ar filtrado (grupo controle) durante a gestação. Um método cromatográfico e de preparo de amostra para metabolômica urinária por HILIC-MS foram otimizados. Para a otimização da condição cromatográfica, foram investigados a influência de aditivos, concentração de sal e pH da fase móvel, bem como, a rampa do gradiente. A melhor condição foi escolhida por meio da avaliação do formato de pico, da intensidade relativa e do CV do tempo de retenção para 15 m/z selecionados, assim como, pelo número total de molecular features e CV da intensidade desses molecular features. A melhor condição obtida apresenta 20 mmol/L de formiato de amônio em sua composição do solvente B da fase móvel e 95% acetonitrila e 5% solução aquosa 400 mmol/L de formiato de amônio na composição do solvente A. Para o preparo de amostra, foram examinados diferentes solventes orgânicos e suas misturas, para a precipitação de proteínas da urina. O isopropanol foi o solvente apresentou os melhores resultados para o preparo de amostra. Dessa forma, com o método analítico otimizado, as amostras de urina de camundongos fêmeas prenhas foram submetidas à analise metabolômica global por HILIC-MS. O metaboloma dos animais foi bastante alterado pela exposição gestacional ao material particulado. Observou-se alteração dos níveis de carnitinas, aminoácidos, peptídeos, entre outros. Há também indícios de que a poluição atmosférica alterou a microbiota intestinal dos animais, devido ao aumento de N-óxido de trimetilamina, um metabólito que também é relacionado ao processo de aterosclerose. Níveis de metabólitos relacionados ao metabolismo da histidina também foram alterados devido a exposição ao MP2,5. Níveis de carnitina e acilcarnitinas foram aumentados no teste, sugerindo alteração da produção de energia na mitocontria. / There are strong evidences regarding negative effects of gestational exposure to air pollution. However, the mechanisms of action of air pollutants are not well established. Maternal anomalous physiological changes during pregnancy may cause permanent changes in offsprings, that might initiate future diseases in adult life. Therefore, the study of those maternal changes during pregnancy is important. Metabolomics is defined as the global analysis of the metabolome of an organism in comparative studies, for the measurement of relative changes in the metabolite abundance, appearance or disappearance. Metabolomics might provide a better understanding of cellular functioning at the molecular level. In this work, an experimental study of maternal gestational exposure to fine particulate matter (PM2.5) was accomplished to evaluate the effects of this exposure to the metabolism, by an untargeted metabolomics analysis of urine from pregnant mice exposed to PM2.5 or to filtered air during pregnancy. A chromatographic and sample preparation methods for urinary untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS were optimized. For the chromatography optimization, the influence of mobile phase additives, salt concentration and pH, as well as, the gradient ramp were investigated. The best condition was chosen by the evaluation of peak shape, relative intensity and retention time CV of 15 selected m/z, as well as, the total number of molecular features and the intensity CV of those molecular features. The best condition comprises of 20 mmol/L of ammonium formate as solvent B, and 95% acetonitrile and 5% 400 mmol/L of ammonium formate as solvent A, in the composition of the mobile phase. For the sample preparation, different solvents, along with, their mixtures were examined for the urine protein precipitation. Isopropanol was the solvent that presented the best results for sample preparation. Thus, after the analytical method optimized, urine samples from the progenitors were submitted to untargeted metabolomics analysis by HILIC-MS. The animals\' metabolome were significantly changed by the gestational exposure to particulate matter. It was observed changes in the levels of carnitines, amino acids, peptides, among others. There is some indication that the air pollution has altered the gut microbiota, due to the enhancement of trimethylamine N-oxide (TMAO), a metabolite that is also related to the atherosclerosis process. The level of metabolites related to histidine metabolism were also altered due to PM2.5 exposure. Carnitine and acylcarnitine levels were also increased in the test group, suggesting an altered energy production in the mitochondria.

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-02-11T16:34:30Z No. of bitstreams: 2 Valdir Soares de Andrade Filho.pdf: 8212356 bytes, checksum: d84e7050e2dd0c54d8918f8cbd2b9dba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T16:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Valdir Soares de Andrade Filho.pdf: 8212356 bytes, checksum: d84e7050e2dd0c54d8918f8cbd2b9dba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-04-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP / The Amazon region has suffered in recent decades changes in the pattern of land use through the intense human occupation. These changes in land use are responsible for significant emissions aerosol particles to the atmosphere that, through the biomass burning, performing a series of direct and indirect effects on the climate and functioning of the Amazon ecosystem and the health of populations. Amazonia is characterized by very low aerosol concentrations during the wet season, with an average PM 10 of 10 μg/m3 for most of the region. In sharp contrast, during the dry season, concentrations up to about 400 μg/m3 are measured in the Southern and Eastern part of the Amazon basin. The health effect of exposure to such high aerosol loading is significant. Another important process occurring now in Amazonia is urbanization, with the city of Manaus growing fast in population, in the last decades. Currently has a population of 1.802.525 inhabitants, of which 99.4% lives in the in urban area. The objective of the study was to investigate the association of exposure to fine particulate matter (PM 2.5 ) emitted in biomass burning and hospitalizations in children under 9 years age by respiratory diseases (RDs), in Manaus, Amazonas, in the period 2002 to 2009. The data for PM 2.5 were estimated by using the MODIS sensor, with Aerosol Optical Depth (AOD) at 550 nm estimation. PM 2.5 were derived from MODIS AOD using relationships obtained for several sites in Amazonia were AERONET and MODIS AOD were obtained in parallel with PM2.5 measurements. Hospitalization data were obtained from Sistema Único de Saúde database (SUS – DATASUS). Statistical methods were used, with Pearson correlation and multiple linear regression between variables. Significant values were considered with a p-value < 0.05. It was observed that hospital admissions for respiratory diseases in children, in Manaus, may be more related to weather and humid air conditions, than from exposure to aerosols from biomass burning in the region. It was observed that the region of Manaus shows quite low PM 2.5 concentrations, when compared to the Southern Amazonian region. The annual average of PM 2.5 levels ranged from 14 to 17 μg/m3, just above the air quality standard recommended by World Health Organization (WHO) on 10 μg/m3 annually. Over the years, the months between August and November (dry period in the region; burning season), had the highest average levels of PM 2.5 , estimated between 18 to 23 μg/m3. The highest rates of hospitalization were observed during the rainy season, between March and June, and April was the month of highest average, with 2,51/1000 children. Manaus is located at a wet tropical climate area and presents almost always humid air in its weather normal conditions, with an average relative humidity always above 71%, during the study period. It was observed a positive association between hospital admissions and relative humidity (R=0,126; p-value=0,005), while the association between admissions and PM2.5 was negative and statistically significant (R=-0,168; p-valor=0,003). The R2 of the final model (Y = 18,87 – 1,66X 1 + 1,97X 2 – 0,21X 3 ) explained in about 5% of hospitalizations of RDs in children living in Manaus, considering the independent variables statistically significant (PM2.5, humidity and precipitation, respectively). / A região amazônica tem sofrido nas últimas décadas mudanças no padrão de uso do solo através do intenso processo de ocupação humana. Estas alterações no uso do solo são responsáveis por emissões significativas de partículas de aerossóis para a atmosfera que, através das queimadas, exercem uma série de efeitos diretos e indiretos no clima e funcionamento do ecossistema amazônico e à saúde das populações. A Amazônia é caracterizada por apresentar baixas concentrações de aerossóis durante a estação chuvosa, com uma média de PM 10 de 10 μg/m3 em maior parte da região. Em nítido contraste, durante a estação seca, concentrações acima de 400 μg/m3 aproximadamente são mensuradas nas porções sul e leste da Bacia Amazônica. O efeito da exposição às altas cargas de aerossóis sobre saúde é significativo. Outro importante processo que ocorre agora na Amazônia é a urbanização, com a cidade de Manaus em rápido crescimento populacional, nas últimas décadas. Atualmente possui uma população de 1.802.525 habitantes, na qual 99.4% vivem em área urbana. O estudo teve como objetivo investigar a associação da exposição ao material particulado fino (PM 2.5 ) emitido em queimadas de biomassa e as internações hospitalares em crianças menores de 9 anos de idade por doenças respiratórias (DRs), no município de Manaus, Amazonas, no período de 2002 a 2009. Os dados de PM 2.5 foram estimados pelo uso do sensor MODIS, através de estimativas de Aerosol Optical Depth (AOD) em 550 nm. Os dados de PM 2.5 foram derivados pelo AOD – MODIS utilizando relações obtidas em vários sítios da Amazônia, onde dados do AERONET e AOD – MODIS foram obtidos em paralelo com medidas de PM 2.5 . Dados de internação hospitalar foram obtidos pelo banco de dados do Sistema Único de Saúde (SUS – DATASUS). Métodos estatísticos foram utilizados, com correlação de Pearson e regressão linear múltipla entre as variáveis. Valores significativos foram considerados com o p-valor < 0.05. Observou-se que as internações hospitalares de crianças por doenças respiratórias, em Manaus, podem estar mais associadas às condições meteorológicas e de umidade, do que em relação à exposição dos aerossóis emitidos em focos de queimadas da região. Foi observado que a região de Manaus apresenta baixas concentrações de PM 2.5 , quando comparada com a porção sul da região Amazônica. A média anual dos níveis de PM 2.5 variaram entre 14 a 17 μg/m3, um pouco acima do padrão de qualidade do ar, recomendado pela Organização Mundial de Saúde (OMS) em 10 μg/m3 anuais. Ao longo dos anos, os meses entre Agosto e Novembro (período seco da região; estação de queimadas), apresentaram os maiores níveis médios de PM 2.5 , estimados entre 18 a 23 μg/m3. As maiores taxas de internações foram observadas durante a estação chuvosa, entre Março e Junho, sendo Abril o mês de maior média, com 2,51/1000 crianças. Manaus está localizada em uma área de clima tropical chuvoso e apresenta em suas características meteorológicas normais condições de tempo sempre úmidas, com médias mensais de umidade relativa que variaram acima de 71%, durante o período de estudo. Observou-se associação positiva significativa entre as internações e a umidade relativa (R=0,126; p-valor=0,005), ao passo que a associação entre internações com PM 2.5 mostrou-se negativa e estatisticamente significativa (R=-0,168; p-valor=0,003). O R2 do modelo final (Y = 18,87 – 1,66X 1 + 1,97X 2 – 0,21X 3 ) explicou em cerca de 5% as internações por DRs em crianças residentes em Manaus, considerando as variáveis independentes estatisticamente significativas (PM 2.5 , umidade e precipitação, respectivamente).