O processo de tratamento da madeira utiliza substâncias que geram compostos perigosos que podem contaminar os compartimentos ambientais. O presente estudo avaliou uma área sob influência da contaminação de solo proveniente das atividades de uma usina de tratamento de madeira desativada. A presença e o efeito de compostos mutagênicos em amostras ambientais foram utilizados como marcadores de exposição associada à avaliação de marcadores genéticos de efeito precoce em humanos, com foco em crianças como grupo sensível. Uma área 1750 m distante da usina, fora do quadrante dispersão preferencial atmosférica e em oposição à drenagem do local, foi utilizada como local de referência para a coleta de amostras e comparação. Extratos orgânicos de água de abastecimento, poeira de sótão e material particulado atmosférico fino (PM2,5) foram avaliados para mutagenicidade por meio do ensaio Salmonella/microssoma. Cobre (Cu), cromo (Cr), arsênio (As) e pentaclorofenol (PCP) foram quantificados em amostras de poeira do sótão. Os 16 Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) prioritários foram avaliados nos extratos de PM2,5 e poeira do sótão. Crianças residentes no entorno da usina e na área de referência foram avaliadas quanto à presença de micronúcleos em amostras de sangue e mucosa oral, e danos primários no DNA, pelo ensaio cometa em linfócitos de sangue periférico. De acordo com a análise de metais, as residências perto da entrada da usina foram as mais afetadas. PCP foi identificado em amostras de poeira de sótão (0,49 mg/kg) e a concentração total de HPAs nesta matriz variou 0,40-13,31 mg/g, com maior dispersão. Todas as amostras de poeira do sótão em que a concentração total de HPAs estava acima de 2μg/g apresentaram resposta positiva para a atividade mutagênica. A contribuição dos HPAs para a mutagênese na poeira de sótão representou 10%, indicando que outros compostos podem contribuir para o efeito mutagênico. A atividade mutagênica e a concentração de HPAs nas amostras de PM2,5foram, de maneira geral, mais elevadas na área de risco, embora em alguns períodos de amostragem a área de referência atingiu valores semelhantes ou mesmo superiores. O efeito mutagênico e as concentrações de HPAs observados nas amostras de PM2,5 foram semelhantes aos valores encontrados em estudos que avaliaram áreas urbanas e com influência industrial. Extratos orgânicos de água de abastecimento não apresentaram mutagenicidade. As frequências de MN em linfócitos de sangue periférico e de células binucleadas na mucosa oral foram significativamente maiores no grupo de risco. Nos demais biomarcadores avaliados não foram observadas diferenças significativas entre os grupos. O conjunto de resultados indica a necessidade de novas avaliações utilizando grupo de referência menos suscetível às influências da área contaminada. O conjunto de dados coletados neste estudo indica a necessidade de uma avaliação mais cuidadosa dos biomarcadores individualmente e de um grupo de referência menos suscetível a influências da área contaminada. Apesar da ausência de diferenças significativas entre os grupos de risco e de referência em biomarcadores de danos no DNA avaliados em crianças, os resultados observados nas amostras de poeira de sótão e PM2,5 sugerem que a população esteve ou ainda está potencialmente exposta a substâncias capazes de causar efeitos adversos à saúde humana. / The mutagenic activity and the concentration of PAHs in PM2.5 samples were generally higher in the risk area, although in some periods the reference area has reached similar or even higher values. The mutagenic effect and the concentrations of PAHs recorded in the PM2.5 samples were similar to those found in studies that assessed areas of intense urban occupation and industrial influence. Organic extracts from supply water showed no mutagenicity. The MN frequencies in peripheral blood lymphocytes and binucleated cells of the oral mucosa were significantly higher in the risk group. No significant differences between children from the reference and risk area were observed in others genetic biomarkers assessed. The result set indicates the need for further evaluations using reference group less susceptible to the influences of the contaminated area. The set of data collected in this study indicates the need for a more cautious assessment of biomarkers individually, and a reference group less susceptible to influences from the contaminated area is necessary. Despite the absence of significant differences between the risk and reference groups in biomarkers of DNA damage assessed in children, the results in attic and PM2.5 samples suggest that the population was or is still potentially exposed to substances with strong negatives effects on human health.

O processo de tratamento da madeira utiliza substâncias que geram compostos perigosos que podem contaminar os compartimentos ambientais. O presente estudo avaliou uma área sob influência da contaminação de solo proveniente das atividades de uma usina de tratamento de madeira desativada. A presença e o efeito de compostos mutagênicos em amostras ambientais foram utilizados como marcadores de exposição associada à avaliação de marcadores genéticos de efeito precoce em humanos, com foco em crianças como grupo sensível. Uma área 1750 m distante da usina, fora do quadrante dispersão preferencial atmosférica e em oposição à drenagem do local, foi utilizada como local de referência para a coleta de amostras e comparação. Extratos orgânicos de água de abastecimento, poeira de sótão e material particulado atmosférico fino (PM2,5) foram avaliados para mutagenicidade por meio do ensaio Salmonella/microssoma. Cobre (Cu), cromo (Cr), arsênio (As) e pentaclorofenol (PCP) foram quantificados em amostras de poeira do sótão. Os 16 Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) prioritários foram avaliados nos extratos de PM2,5 e poeira do sótão. Crianças residentes no entorno da usina e na área de referência foram avaliadas quanto à presença de micronúcleos em amostras de sangue e mucosa oral, e danos primários no DNA, pelo ensaio cometa em linfócitos de sangue periférico. De acordo com a análise de metais, as residências perto da entrada da usina foram as mais afetadas. PCP foi identificado em amostras de poeira de sótão (0,49 mg/kg) e a concentração total de HPAs nesta matriz variou 0,40-13,31 mg/g, com maior dispersão. Todas as amostras de poeira do sótão em que a concentração total de HPAs estava acima de 2μg/g apresentaram resposta positiva para a atividade mutagênica. A contribuição dos HPAs para a mutagênese na poeira de sótão representou 10%, indicando que outros compostos podem contribuir para o efeito mutagênico. A atividade mutagênica e a concentração de HPAs nas amostras de PM2,5foram, de maneira geral, mais elevadas na área de risco, embora em alguns períodos de amostragem a área de referência atingiu valores semelhantes ou mesmo superiores. O efeito mutagênico e as concentrações de HPAs observados nas amostras de PM2,5 foram semelhantes aos valores encontrados em estudos que avaliaram áreas urbanas e com influência industrial. Extratos orgânicos de água de abastecimento não apresentaram mutagenicidade. As frequências de MN em linfócitos de sangue periférico e de células binucleadas na mucosa oral foram significativamente maiores no grupo de risco. Nos demais biomarcadores avaliados não foram observadas diferenças significativas entre os grupos. O conjunto de resultados indica a necessidade de novas avaliações utilizando grupo de referência menos suscetível às influências da área contaminada. O conjunto de dados coletados neste estudo indica a necessidade de uma avaliação mais cuidadosa dos biomarcadores individualmente e de um grupo de referência menos suscetível a influências da área contaminada. Apesar da ausência de diferenças significativas entre os grupos de risco e de referência em biomarcadores de danos no DNA avaliados em crianças, os resultados observados nas amostras de poeira de sótão e PM2,5 sugerem que a população esteve ou ainda está potencialmente exposta a substâncias capazes de causar efeitos adversos à saúde humana. / The mutagenic activity and the concentration of PAHs in PM2.5 samples were generally higher in the risk area, although in some periods the reference area has reached similar or even higher values. The mutagenic effect and the concentrations of PAHs recorded in the PM2.5 samples were similar to those found in studies that assessed areas of intense urban occupation and industrial influence. Organic extracts from supply water showed no mutagenicity. The MN frequencies in peripheral blood lymphocytes and binucleated cells of the oral mucosa were significantly higher in the risk group. No significant differences between children from the reference and risk area were observed in others genetic biomarkers assessed. The result set indicates the need for further evaluations using reference group less susceptible to the influences of the contaminated area. The set of data collected in this study indicates the need for a more cautious assessment of biomarkers individually, and a reference group less susceptible to influences from the contaminated area is necessary. Despite the absence of significant differences between the risk and reference groups in biomarkers of DNA damage assessed in children, the results in attic and PM2.5 samples suggest that the population was or is still potentially exposed to substances with strong negatives effects on human health.

A crescente introdução de variados poluentes em matrizes ambientais de áreas urbanas causa prejuízos ao ecossistema e dificulta as medidas de controle ambiental. Essas substâncias, após liberadas, se distribuem e interagem de acordo com suas características e as do meio receptor. Indicadores precoces de contaminação permitem a adoção de medidas preventivas aos danos causados pela poluição ambiental. O presente estudo teve por objetivo investigar a ação de substâncias genotóxicas em diferentes frações de material particulado atmosférico e solos, analisando a presença de contaminantes orgânicos e inorgânicos. Para este fim, foi empregado o ensaio Salmonella/microssoma em amostras de áreas urbanas caracterizadas como urbano-residencial e urbano-industrial, na cidade de Rio Grande, RS. Amostras de material particulado atmosférico (PTS e PM2,5) e de solo superficial (composição granulométrica total e fração <0,5mm) foram preparadas por diferentes métodos de extração. Este estudo apresenta uma primeira caracterização de PM2,5, através do ensaio Salmonella/microssoma, no Brasil. O estudo de extratos orgânicos e aquosos de PTS e PM2,5 evidenciou a presença de compostos metálicos na fração aquosa, potencialmente biodisponíveis, bem como maior risco de exposição associado à fração de compostos orgânicos das partículas finas. A mutagênese foi detectada, mesmo em amostras de particulados que se encontravam em conformidade com os parâmetros de qualidade recomendados. A análise das extrações ácidas dos solos mostrou que as chuvas da região podem atuar como rota de contaminação ambiental, com risco adicional na disponibilização de substâncias tóxicas nos eventos de precipitação ácida. O estudo mostrou que o emprego do solo com mínima alteração é mais apropriado para os ensaios de mutagênese. A utilização conjunta de diferentes métodos de extração de compostos orgânicos e inorgânicos permite uma avaliação integradora da qualidade de matrizes ambientais complexas, favorecendo a adoção de medidas preventivas para a proteção do ecossistema. / The increasing introduction of different pollutants into the environmental matrices of urban areas damages the ecosystem and makes it difficult to perform environmental control. After these substances are released, they are distributed and interact according to their own characteristics and those of the receiving environment. Early indicators of contamination allow measures to be adopted to prevent damage caused by environmental pollution. The purpose of this study was to investigate the action of genotoxic substances in different fractions of atmospheric particulate matter and soils, analyzing the presence of organic and inorganic contaminants. For this, the Salmonella/microsome assay was used on samples of urban areas characterized as urban-residential and urban-industrial, in the city of Rio Grande, RS. Samples of atmospheric particulate matter (TSP and PM2.5) and of surface soil (total grain size composition and fraction <0.5mm) were prepared using different extraction methods. This study presents a first characterization of PM2.5 in Brazil, through the Salmonella/microsome assay. The study of organic and aqueous extracts of TSP and PM2.5 showed the presence of potentially bioavailable metallic compounds in the aqueous fraction, as well as a greater risk of exposure associated with the fraction of organic compounds of the fine particles. Mutagenesis was detected even in samples of particulates that were in accordance the recommended quality parameters. Analysis of acid extractions from the soils showed that rainfall in the region may act as an environmental contamination route, with an additional risk of making toxic substances available in acid precipitation events. The study showed that the use of minimally altered soil is more appropriate for mutagenesis assays. The joint use of different methods for organic and inorganic compound extractions allows an integrated evaluation of the quality of complex environmental matrices, favoring the adoption of preventive measures to protect the ecosystem.

This study examines the potential of electrification in reducing greenhouse gas emissions and air pollution from passenger cars in a short- to mid-term time perspective. Using Stockholm County as a case study, this has been done in a three-step process by modeling the relative change in emissions between 2019 and 2030. Firstly, four scenarios have been created for 2030, each of which state the number of gasoline cars, diesel cars, PHEVs and EVs in use on a municipality-level. Secondly, for each scenario, the movement of traffic has been modeled on a car-by-car basis using the Scaper/MATSim transportation model at KTH. Thirdly, using emission factors from HBEFA, an emission model for 17 pollutants has been created for the modeling of hot emissions, cold start emissions, evaporation losses and non-exhaust emissions. Compared to 2019 emission levels, with EVs and PHEVs accounting for 64.5 % of the car fleet, the optimistic scenarios suggest that emissions of CO2, NMHC and NOx could decrease by up to 43.6, 63.5 and 84.7 %, respectively, by 2030. Besides electrification, for NMHC and NOx, these emission reductions are largely a result of technological improvements of combustion vehicles. Conversely, emissions of particulate matter (PM10 and PM2.5) are projected to increase by up to 45.6 % in the optimistic scenarios. Roughly corresponding to the increase in the total driving distance, this increase can be attributed to the lower cost of driving of electric cars and the projected population increase of 15.5 %.

The promulgation of revised standards for atmospheric fine particles (PM2.5) by the US EPA has sparked renewed interest in the ability to accurately measure and characterize suspended atmospheric particulate matter. Semi-volatile material (SVM), consisting of ammonium nitrate and semi-volatile organic material (SVOM), is not accurately measured by EPA accepted methods such as the Federal reference method (FRM) or Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM). However, SVM is often a major fraction of urban aerosols. Recent advances in atmospheric sampling instrumentation allowed for the semi-continuous characterization of urban PM2.5, including SVM. The Filter Dynamic Measurement System (FDMS) was shown to measure total PM2.5 mass including semi-volatile species. Validation of the FDMS was performed by comparison with the particle concentrator-Brigham Young University organic sampling system (PC-BOSS) and the real-time total ambient mass sampler (RAMS). Semi-continuous ambient particulate concentrations of sulfate, nitrate and ammonium ion were measured by a newly developed Dionex instrument which was field tested and validated for the first time in Fresno, CA. Either a modified Sunset Laboratory carbon monitor, collocated with a conventional Sunset carbon monitor employing a common inlet, or the newly developed dual-oven Sunset monitor allowed for the semi-continuous determination of both nonvolatile and semi-volatile organic material. This was the first attempt to characterize both nonvolatile and semi-volatile fractions of an urban aerosol in a semi-continuous manner using all semi-continuous instruments. A suite of instruments for semi-continuous PM2.5 monitoring was recommended including, an R&P FDMS for the measurement of PM2.5 mass, a dual-oven Sunset monitor for the measurement of nonvolatile and semi-volatile carbonaceous species, and a Dionex GP-IC for the measurement of inorganic species. A TEOM monitor is also recommended to measure nonvolatile PM2.5 mass. Using these instruments, semi-continuous mass closure was obtained for the first time during a study conducted in Riverside, CA. The advantage of using semi-continuous sampler data in the application of source apportionment was elucidated. Local aerosols are often impacted by short-term pollution episodes that cannot be temporally resolved using integrated samplers. One-h averaged data applied to source apportionment models was shown to increase the power of the model to predict sources, both primary and secondary, that exhibit diurnal short-term episodes.

This study critically examines the (UHI) effect in urban and suburban neighbourhoods of Quito, Ecuador, over a 19-year period, focusing on the interplay between atmospheric pollution and urban/ suburban temperature. Utilizing Empirical Dynamic Modeling(EDM) and Convergent Cross-Mapping (CCM), this study dives into the nonlinear dynamics of environmental factors, a method that traditional linear models fail to address effectively.The results unveil a consistent and strong positive correlation across various neighbourhoods, with temperature fluctuations indicating a typical UHI effect. This is most noticeable in urbanized areas where the temperature is significantly higher due to dense infrastructure and reduced greenery, a pattern that diminishes as one moves towards the outskirts. Specifically, pollutants like PM2.5 exhibit a non-uniform positive correlation, suggesting their collective increase or decrease across different regions, whereas CO shows a very slight and inconsistent inverse relationship across locations. The causal analysis further substantiates a significant interaction between PM2.5 concentrations and temperature, with the data revealing a reciprocal predictive capacity between these variables. The CCM analysis, through its graphical representation of predictive skills, confirms the causal effect of PM2.5 on urban temperature, marking an essential contribution to understanding the UHI effect and its implications for urban environmental dynamics. This study provides a comprehensive overview of the UHI phenomenon, highlighting the intricate relationship between urbanization, atmospheric pollution, and climate. The findings emphasize the necessity for urban planning and policy to consider these complex interactions to mitigate the effects of climate change on urban environments.

Particulate matter in the ambient air of down-town New Orleans, LA, is not currently recorded by any government, state, or private organization. This research quantified particulate matter (PM) and its metal concentration in ambient air of the New Orleans Historic District. Both, PM10 (PM less than 10 micron in size) and PM2.5 (PM less than 2.5 micron in size) were quantified by gravimetric analysis using an Andersen Dichotomous Sampler (Series 240). Posterior to gravimetric analysis, the filters were analyzed with a fluorescent test method using an Innov-X Portable XRF Analyzer (Model A-6500). This study demonstrated that the ambient air of the New Orleans Historic District is in compliance with the National Ambient Ai Quality Standards regarding contamination of particulate matter and Lead.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Trindade.pdf: 2131237 bytes, checksum: 514907f9bd367cc5bd486dcd27fa2d9d (MD5) Previous issue date: 2009-03-13 / A identificação de fontes para material particulado tem sido um tema de crescente interesse em todo o mundo para auxiliar a gestão da qualidade do ar. Esta classe de estudos é convencionalmente baseada no uso de modelos receptores, que identificam e quantificam as fontes responsáveis a partir da concentração do contaminante no receptor. Existe uma variedade de modelos receptores disponíveis na literatura, este trabalho compara os resultados dos modelos receptores balanço químico de massa (BQM) e fatoração de matriz positiva (FMP) para o banco de dados de PM2,5, da região de Brighton, Colorado, com o intuito de investigar as dificuldades na utilização de cada modelo, bem como suas vantagens e desvantagens. Inicialmente, já é conhecido que o modelo BQM tem a desvantagem de necessitar dos perfis das fontes, determinados experimentalmente, para ser aplicado e também tem limitações quando as fontes envolvidas são similares. Já o modelo FMP não requer os perfis de fontes, mas tem a desvantagem de precisar de elevada quantidade amostral da concentração do contaminante no receptor. Os resultados mostraram, baseados nas medidas de performance que os dois modelos foram aptos para reproduzir os dados do receptor com ajustes aceitáveis. Todavia, resultados diferentes se ajustaram a medidas de performance. O modelo BQM, utilizou 9 tipos de fontes e o modelo FMP encontrou apenas 6 tipos de fontes. Constatou-se com isso que o modelo FMP tem dificuldades em modelar fontes que aparecem ocasionalmente. As fontes sulfato de amônio, solos, veículos a diesel e nitrato de amônio tiverem boas correlações nos resultados dos dois modelos de contribuições de fontes. Os perfis de fontes utilizados no modelo BQM e resultados do modelo FMP que mais se assimilaram foram das fontes nitrato de amônio, solos, sulfato de amônio e combustão de madeira e ou/ veículos desregulados. Verificou-se no modelo FMP que as espécies não características de determinadas fontes aparecem nos resultados dos perfis das fontes, o que torna-se ainda mais complexo a identificação das fontes, requerendo elevado conhecimento sobre a composição de inúmeras fontes. / The identification of sources of particulate matter has been a topic of growing interest throughout the world to assist the air quality management. This class of studies is conventionally based on the use of receptor models, which identify and quantify the sources responsible from the concentration of the contaminant in the receptor. There are a variety of receptor models, this study compares the results of chemical mass balance (CMB) and positive matrix factorization (PMF) models for a database of PM2.5, for the region of Brighton, Colorado, with a view to investigate the difficulties in the use of each model, as well as its advantages and disadvantages. It is known that the CMB model has the disadvantage of requiring source profiles, determined experimentally, to be applied and also has limitations when the sources involved are similar. On the other hand, the PMF model does not require source profiles, it has the disadvantage to require a large amount sample, in receptor. The results showed, based on performance measures that both models were able to reproduce the data of the receptor with reasonable fit. However, different results were adjusted for performance measurements. The CMB model, used 9 types of sources and PMF model found only 6 types of sources, it was noted by that what the PMF model has difficulty in modeling sources that appear occasionally. The sources ammonium sulfate, soil, diesel vehicles and ammonium nitrate have good correlation in the results of the two model of sources apportionment. The source profiles used in the CMB model and results of the PMF model that present more similarities were of the sources ammonium nitrate, soil, ammonium sulfate and combustion of wood and/or smoker vehicles. It was verified what the PMF model does not separate well species in the source profiles, therefore becomes even more complex to identify the sources in the FMP model, requiring considerable knowledge about the composition of many sources. For the database used with similar sources, the lack of confidence in the results based only on receptors models for a final decision on the source apportionment.

第23回名古屋大学年代測定総合研究センターシンポジウム平成22(2010)年度報告

Characterization and Source Apportionment of Ambient PM2.5 in Atlanta, Georgia: On-Road Emission, Biomass Burning and SOA Impact Bo Yan 260 Pages Directed by Drs. Armistead G. Russell and Mei Zheng Various airborne PM2.5 samples were collected in the metropolitan Atlanta and surrounding areas, which are directly impacted or dominated by on-road mobile and other typical urban emissions, regional transport sources, prescribed burning plumes, wildfire plumes, as well as secondary sources with anthropogenic and biogenic nature in origin. Detailed PM2.5 chemical speciation was conducted including over one hundred of GC/MS-quantified organic compounds, organic carbon (OC), water-soluble organic carbon (WSOC), elemental carbon (EC), ionic species, and tens of trace metals. Day-night, seasonal and spatial variations of PM2.5 characterization were also studied. Contributions of PM2.5 major sources were identified quantitatively through the receptor source apportionment models. These modeling results, especially on-road mobile source contributions and secondary organic carbon (SOC) were assessed by multiple approaches. Furthermore, new season- and location-specific source profiles were developed in this research to reflect real-world and representative local emission characterizations of on-road mobile sources, aged prescribed burning plumes, and wildfire plumes. Secondary organic aerosol (SOA), a major component of PM2.5 in the summer, was also explored for sources and contributions.