Introdução: O interesse científico sobre os efeitos da qualidade do ar na função respiratória e na saúde humana tem aumentado, principalmente nos grandes centros urbanos e nos centros industriais. Os poluentes atmosféricos têm sido associados a uma grande variedade de sintomas, disfunções e doenças agudas e crônicas, em especial no aparelho respiratório. Em regiões industriais como Cubatão espera-se uma maior ocorrência de efeitos adversos quando comparadas com as cidades de melhor qualidade do ar. Objetivo: O objetivo deste estudo foi verificar a associação entre poluição atmosférica e alterações da função pulmonar em indivíduos fumantes e não fumantes decorrentes da exposição crônica à poluição, na faixa etária de 29 a 50 anos, nos municípios de Cubatão e Bertioga. Método: Trata-se de estudo ecológico transversal em duas cidades geograficamente próximas e de condições climáticas semelhantes. O trabalho foi subdividido em três fases. Inicialmente foi realizada a mensuração da qualidade do ar na região central da cidade de Bertioga, tendo como parâmetros as Partículas Totais em Suspensão (PTS), as Partículas Inaláveis (MP10) e o Ozônio (O3). Os dados de qualidade do ar de Cubatão foram os da rede de monitoramento da CETESB, estação Cubatão/Centro. Na seqüência foram aplicados questionários de sintomas respiratórios em ambos os municípios, sendo a amostra constituída de funcionários públicos municipais. Por último, foram realizados os testes espirométricos para verificar a função respiratória dos participantes. Resultados: Os resultados das medidas de concentração de poluentes em Bertioga indicam uma boa qualidade do ar; as médias obtidas foram de 26,5 µg/m3 para PTS, 15,2µg/m3 para MP10 e 23,4 µg/m3 para o O3. As concentrações em Cubatão, no mesmo período, mostraram-se mais elevadas. Os resultados do questionário sócio clínico e de sintomas respiratórios mostraram que, em Cubatão é mais freqüente e significativa (p<0,05) a ocorrência de doença respiratória, de tosse sem resfriado, de manifestação de coceira no nariz, bem como de resfriados, quando comparada a Bertioga. A presença de não fumantes com doença pulmonar foi maior em Cubatão e significativa estatisticamente (p<0,05). O teste espirométrico constatou que o número de distúrbios ventilatórios foi maior em Cubatão e com significância estatística (p<0,05), com predomínio de distúrbio ventilatório restritivo leve (DVR) e distúrbio ventilatório obstrutivo moderado (DVO). Em Bertioga distúrbios graves foram mais freqüentes, porém foram associados a doenças respiratórias crônicas pré-existentes. Não houve influência do tabagismo nas duas populações estudadas, ou seja, fumar foi igualmente prejudicial à saúde dos indivíduos em ambas as cidades. A presença de DVR sem evidência de doença pré-existente indica provável associação do decréscimo da função respiratória em decorrência da exposição à poluição atmosférica. Conclusão: Concluiu-se que Cubatão apresenta maior risco de desenvolver alterações da função respiratória dos indivíduos, comparada a Bertioga, que deve estar relacionada à maior exposição aos poluentes atmosféricos, considerando que as condições climáticas são semelhantes / Introduction: The scientifical interest in studying about the air quality effects on pulmonary function and health has been often developed, mainly in big cities and industrial areas. Many pulmonary sympthoms, dysfunctions, acute and chronicle diseases have been related to pollution. It is estimated to see a higher number of side effects cases occurred in industrial areas like Cubatão than other cities where the air quality is better. Objective: The aim of this study was to assess the association between air pollution and lung function changes in smokers and non smokers from exposure to chronic pollution, aged 29 to 50 years in the cities of Cubatão and Bertioga. Method: It is based on a transversal ecological study developed in two cities, which are next to each other and have similar weather conditions. This work has been divided in three parts. At first, the air quality in Bertioga city was based on Total suspended solids (PTS), particulate matter (PM10) and Ozone (O3), in downtown area. The air quality statistics were from CETESB (Cubatão station). A respiratory symptoms survey was given to a group of public workers from both cities. At the end, the participants used a spirometer to evaluate their breathing capacity. Results: The of pollutants in Bertioga city resulted in a good air quality with average of 26.5 mg/m3 for PTS, 15.18 mg/m3 for PM10 and O3 showed 23.4 mg/m3. In Cubatão, the number of pollutants was higher. The respiratory symptoms were more evident (p<0,05) if compared to Bertioga as well as the pointed out that the number of breathing alterations is statistically higher in Cubatão. However, serious alterations can be found in Bertioga due to preexistent chronicle pulmonary illnesses. The tobacco did not offer any difference on these two groups of people. The restrictive pulmonary alteration in people who have no previous disease is possibly present because of their contact with the air pollution. Conclusion: It is concluded that Cubatão city brings more of pulmonary function alterations than Bertioga because the people who live there are constantly exposed to the pollutants.

Introdução: As disfunções respiratórias agudas por exposição à poluição atmosférica afetam a principalmente crianças e idosos. Estes grupos são mais vulneráveis, apresentando quadros de morbidade e mortalidade em função dos efeitos dos poluentes sobre a função respiratória. A qualidade do ar que respiramos tem sido de grande interesse científico, para que se possa minimizar os impactos da poluição sobre a saúde da população. Atualmente, sabe-se que os poluentes atmosféricos estão associados a uma grande variedade de sintomas, disfunções e doenças agudas e crônicas. Objetivo: O objetivo deste estudo foi verificar a associação entre poluição atmosférica e alterações da função pulmonar em crianças do ensino fundamental nas cidades Cubatão e Atibaia. Método: O método aplicado foi subdividido em fases. Inicialmente foi realizada mensuração de PTS, MP10 e O3 na cidade de Atibaia, para caracterização da concentração destes poluentes na região central do município e comparação com as concentrações da estação da CETESB Cubatão/Centro. Na seqüência foram aplicados questionários de sintomas respiratórios em ambos os municípios, em estudantes do ensino fundamental. Por ultimo foram realizados os testes espirométricos para verificar a função respiratória dos participantes. Resultados: Os resultados das medidas de concentração de poluentes em Atibaia indicam uma boa qualidade do ar. A média mensurada respectivamente foram de 36,25 µg/m para PTS, 30,04 µg/m para MP10 e de O 474 µg/m demonstrando que a qualidade do ar é Boa. As concentrações médias encontradas em Atibaia foram comparadas com àquelas observadas em Cubatão no mesmo período. As concentrações em Cubatão mostraram-se mais elevadas. Os resultados do questionário sócio clínico e de sintomas respiratórios mostraram após análise estatística, que ser portador de doença respiratória associada com causa pré-existente foi mais comum em Atibaia. Os sintomas respiratórios das vias aéreas se manifestaram de forma semelhante nas duas cidades. Na espirometria foi evidenciado o distúrbio ventilatório restritivo com significância em Cubatão (p<0,05). Este resultado teve significância ainda maior quanto ao decréscimo da função respiratória ao se constatar que a presença da alteração do teste de espirometria em crianças não portadoras de doenças respiratórias foi maior em Cubatão, na análise estatística obteve-se OR = 8,25 e p=0,007. Conclusão: Conclui-se que a exposição a poluentes atmosféricos, principalmente O3 e PM10 causa disfunção respiratória e pode ser responsável pela morbidade de crianças com idade de 6 a 12 anos na cidade de Cubatão, e que morar nesta cidade aumenta o risco de desenvolver doenças respiratórias / Introduction : Acute respiratory disorders from exposure to air pollution mainly affects children and elderlies. These groups are most vulnerable, showing pictures of morbidity and mortality due to the effects of pollutants on respiratory function. The quality of air we breathe is of great scientific interest, so you can minimize the impacts of pollution on health. Currently, it is known that air pollutants are associated with a variety of symptoms, disorders and acute and chronic diseases. Objective: The objective of this study was to assess the association between air pollution and lung function changes in elementary school children in the cities and Atibaia Cubatão. Method: The method used was divided into phases. Measurements of PTS, PM10 and O3 in the city of Atibaia were performed, to characterize the concentration of pollutants in the central city and compared to the concentrations of CETESB Cubatão station / center. Questionnaires were administered in the sequence of respiratory symptoms in both towns, with all participants, elementary school students. Finally spirometric tests were performed to verify the participants\' respiratory function. Results: The results of the measures of concentration of pollutants in Atibaia indicate good air quality, respectively the average measured was 36.25 mg/m3 for TSP, PM10 30.04 µg/m3 to 474 µg/m3 O3 showed that the air quality is good. The average concentrations found in Atibaia were compared with those observed in Cubatão the same period. Concentrations in Cubatão were more elevated. The results of clinical and social questionnaire of respiratory symptoms after statistical analysis showed that being a carrier of respiratory disease associated with pre-existing cause was more common in Atibaia. Symptoms of respiratory airways expressed similarly in both cities. Spirometry was evidenced in restrictive ventilatory disorder with significance in Cubatão (p <0.05), this result has even greater significance as the decrease in lung function in children not suffering from diseases breathing was higher in Cubatão in the statistical analysis we obtained OR = 8.25 and p = 0.007. Conclusion: Exposure to air pollutants, especially PM10 and O3 cause impairment of respiratory function and may be responsible for morbidity of children aged 6 to 12 years in the city of Cubatao, living in this city increases the risk of developing respiratory diseases

Introdução: O interesse científico sobre os efeitos da qualidade do ar na função respiratória e na saúde humana tem aumentado, principalmente nos grandes centros urbanos e nos centros industriais. Os poluentes atmosféricos têm sido associados a uma grande variedade de sintomas, disfunções e doenças agudas e crônicas, em especial no aparelho respiratório. Em regiões industriais como Cubatão espera-se uma maior ocorrência de efeitos adversos quando comparadas com as cidades de melhor qualidade do ar. Objetivo: O objetivo deste estudo foi verificar a associação entre poluição atmosférica e alterações da função pulmonar em indivíduos fumantes e não fumantes decorrentes da exposição crônica à poluição, na faixa etária de 29 a 50 anos, nos municípios de Cubatão e Bertioga. Método: Trata-se de estudo ecológico transversal em duas cidades geograficamente próximas e de condições climáticas semelhantes. O trabalho foi subdividido em três fases. Inicialmente foi realizada a mensuração da qualidade do ar na região central da cidade de Bertioga, tendo como parâmetros as Partículas Totais em Suspensão (PTS), as Partículas Inaláveis (MP10) e o Ozônio (O3). Os dados de qualidade do ar de Cubatão foram os da rede de monitoramento da CETESB, estação Cubatão/Centro. Na seqüência foram aplicados questionários de sintomas respiratórios em ambos os municípios, sendo a amostra constituída de funcionários públicos municipais. Por último, foram realizados os testes espirométricos para verificar a função respiratória dos participantes. Resultados: Os resultados das medidas de concentração de poluentes em Bertioga indicam uma boa qualidade do ar; as médias obtidas foram de 26,5 µg/m3 para PTS, 15,2µg/m3 para MP10 e 23,4 µg/m3 para o O3. As concentrações em Cubatão, no mesmo período, mostraram-se mais elevadas. Os resultados do questionário sócio clínico e de sintomas respiratórios mostraram que, em Cubatão é mais freqüente e significativa (p<0,05) a ocorrência de doença respiratória, de tosse sem resfriado, de manifestação de coceira no nariz, bem como de resfriados, quando comparada a Bertioga. A presença de não fumantes com doença pulmonar foi maior em Cubatão e significativa estatisticamente (p<0,05). O teste espirométrico constatou que o número de distúrbios ventilatórios foi maior em Cubatão e com significância estatística (p<0,05), com predomínio de distúrbio ventilatório restritivo leve (DVR) e distúrbio ventilatório obstrutivo moderado (DVO). Em Bertioga distúrbios graves foram mais freqüentes, porém foram associados a doenças respiratórias crônicas pré-existentes. Não houve influência do tabagismo nas duas populações estudadas, ou seja, fumar foi igualmente prejudicial à saúde dos indivíduos em ambas as cidades. A presença de DVR sem evidência de doença pré-existente indica provável associação do decréscimo da função respiratória em decorrência da exposição à poluição atmosférica. Conclusão: Concluiu-se que Cubatão apresenta maior risco de desenvolver alterações da função respiratória dos indivíduos, comparada a Bertioga, que deve estar relacionada à maior exposição aos poluentes atmosféricos, considerando que as condições climáticas são semelhantes / Introduction: The scientifical interest in studying about the air quality effects on pulmonary function and health has been often developed, mainly in big cities and industrial areas. Many pulmonary sympthoms, dysfunctions, acute and chronicle diseases have been related to pollution. It is estimated to see a higher number of side effects cases occurred in industrial areas like Cubatão than other cities where the air quality is better. Objective: The aim of this study was to assess the association between air pollution and lung function changes in smokers and non smokers from exposure to chronic pollution, aged 29 to 50 years in the cities of Cubatão and Bertioga. Method: It is based on a transversal ecological study developed in two cities, which are next to each other and have similar weather conditions. This work has been divided in three parts. At first, the air quality in Bertioga city was based on Total suspended solids (PTS), particulate matter (PM10) and Ozone (O3), in downtown area. The air quality statistics were from CETESB (Cubatão station). A respiratory symptoms survey was given to a group of public workers from both cities. At the end, the participants used a spirometer to evaluate their breathing capacity. Results: The of pollutants in Bertioga city resulted in a good air quality with average of 26.5 mg/m3 for PTS, 15.18 mg/m3 for PM10 and O3 showed 23.4 mg/m3. In Cubatão, the number of pollutants was higher. The respiratory symptoms were more evident (p<0,05) if compared to Bertioga as well as the pointed out that the number of breathing alterations is statistically higher in Cubatão. However, serious alterations can be found in Bertioga due to preexistent chronicle pulmonary illnesses. The tobacco did not offer any difference on these two groups of people. The restrictive pulmonary alteration in people who have no previous disease is possibly present because of their contact with the air pollution. Conclusion: It is concluded that Cubatão city brings more of pulmonary function alterations than Bertioga because the people who live there are constantly exposed to the pollutants.

Introdução: As disfunções respiratórias agudas por exposição à poluição atmosférica afetam a principalmente crianças e idosos. Estes grupos são mais vulneráveis, apresentando quadros de morbidade e mortalidade em função dos efeitos dos poluentes sobre a função respiratória. A qualidade do ar que respiramos tem sido de grande interesse científico, para que se possa minimizar os impactos da poluição sobre a saúde da população. Atualmente, sabe-se que os poluentes atmosféricos estão associados a uma grande variedade de sintomas, disfunções e doenças agudas e crônicas. Objetivo: O objetivo deste estudo foi verificar a associação entre poluição atmosférica e alterações da função pulmonar em crianças do ensino fundamental nas cidades Cubatão e Atibaia. Método: O método aplicado foi subdividido em fases. Inicialmente foi realizada mensuração de PTS, MP10 e O3 na cidade de Atibaia, para caracterização da concentração destes poluentes na região central do município e comparação com as concentrações da estação da CETESB Cubatão/Centro. Na seqüência foram aplicados questionários de sintomas respiratórios em ambos os municípios, em estudantes do ensino fundamental. Por ultimo foram realizados os testes espirométricos para verificar a função respiratória dos participantes. Resultados: Os resultados das medidas de concentração de poluentes em Atibaia indicam uma boa qualidade do ar. A média mensurada respectivamente foram de 36,25 µg/m para PTS, 30,04 µg/m para MP10 e de O 474 µg/m demonstrando que a qualidade do ar é Boa. As concentrações médias encontradas em Atibaia foram comparadas com àquelas observadas em Cubatão no mesmo período. As concentrações em Cubatão mostraram-se mais elevadas. Os resultados do questionário sócio clínico e de sintomas respiratórios mostraram após análise estatística, que ser portador de doença respiratória associada com causa pré-existente foi mais comum em Atibaia. Os sintomas respiratórios das vias aéreas se manifestaram de forma semelhante nas duas cidades. Na espirometria foi evidenciado o distúrbio ventilatório restritivo com significância em Cubatão (p<0,05). Este resultado teve significância ainda maior quanto ao decréscimo da função respiratória ao se constatar que a presença da alteração do teste de espirometria em crianças não portadoras de doenças respiratórias foi maior em Cubatão, na análise estatística obteve-se OR = 8,25 e p=0,007. Conclusão: Conclui-se que a exposição a poluentes atmosféricos, principalmente O3 e PM10 causa disfunção respiratória e pode ser responsável pela morbidade de crianças com idade de 6 a 12 anos na cidade de Cubatão, e que morar nesta cidade aumenta o risco de desenvolver doenças respiratórias / Introduction : Acute respiratory disorders from exposure to air pollution mainly affects children and elderlies. These groups are most vulnerable, showing pictures of morbidity and mortality due to the effects of pollutants on respiratory function. The quality of air we breathe is of great scientific interest, so you can minimize the impacts of pollution on health. Currently, it is known that air pollutants are associated with a variety of symptoms, disorders and acute and chronic diseases. Objective: The objective of this study was to assess the association between air pollution and lung function changes in elementary school children in the cities and Atibaia Cubatão. Method: The method used was divided into phases. Measurements of PTS, PM10 and O3 in the city of Atibaia were performed, to characterize the concentration of pollutants in the central city and compared to the concentrations of CETESB Cubatão station / center. Questionnaires were administered in the sequence of respiratory symptoms in both towns, with all participants, elementary school students. Finally spirometric tests were performed to verify the participants\' respiratory function. Results: The results of the measures of concentration of pollutants in Atibaia indicate good air quality, respectively the average measured was 36.25 mg/m3 for TSP, PM10 30.04 µg/m3 to 474 µg/m3 O3 showed that the air quality is good. The average concentrations found in Atibaia were compared with those observed in Cubatão the same period. Concentrations in Cubatão were more elevated. The results of clinical and social questionnaire of respiratory symptoms after statistical analysis showed that being a carrier of respiratory disease associated with pre-existing cause was more common in Atibaia. Symptoms of respiratory airways expressed similarly in both cities. Spirometry was evidenced in restrictive ventilatory disorder with significance in Cubatão (p <0.05), this result has even greater significance as the decrease in lung function in children not suffering from diseases breathing was higher in Cubatão in the statistical analysis we obtained OR = 8.25 and p = 0.007. Conclusion: Exposure to air pollutants, especially PM10 and O3 cause impairment of respiratory function and may be responsible for morbidity of children aged 6 to 12 years in the city of Cubatao, living in this city increases the risk of developing respiratory diseases

Outdoor air pollution is a major contributor to adverse health effects of citizens, in particular those living in urban environments. Air quality monitoring networks are set up to measure air quality in different environments in compliance with national and European legislation. Generally, only a few fixed monitoring sites are located within a city and thus cannot represent air pollutant concentrations in urban areas accurately enough to allow for a detailed human exposure assessment. Other approaches to derive detailed urban air pollutant concentration estimates exist, such as dispersion models and land-use regression (LUR) models. Low-cost portable air quality monitors are also emerging, which have the potential to add value to existing monitoring networks by providing measurements at greater spatial resolution and also to provide individual-level exposure assessment. The aim of this thesis is to demonstrate how measurements and modelling in combination allow detailed investigations of the variability of air pollutants in space and time in urban area, and in turn improve on the current exposure assessment methods. Three types of low-cost portable monitors measuring NO2, O3 (Aeroqual monitors) and PM2.5 (microPEM monitor) were evaluated against their respective reference instruments. The Aeroqual O3 monitor showed very good correlation (r2 > 0.9) with the respective reference instruments, but biases in the slope and intercept coefficients indicated that calibration of Aeroqual O3 monitor was needed. The Aeroqual NO2 monitor was subject to cross-sensitivity from O3, which, as demonstrated, can be effectively corrected by making O3 and NO2 measurements in tandem. Correlation between the microPEM monitor and its reference instrument was poor (r2 < 0.1) when PM2.5 concentrations were low (< 10 μg m-3), but significantly improved (r2 > 0.69) during periods with elevated PM2.5 concentrations. Relative humidity was not found to affect the raw results of PM2.5 measurements in a consistent manner. All three types of monitors cannot be used as equivalent or indicative methods instead of reference methods in studies that require quantification of absolute pollutant concentrations. However, the generally good correlations with reference instruments reassure their application in studies of relative trends of air pollution. Concentrations of PM2.5, ultrafine particles (UFP) and black carbon (BC) were quantified using portable monitors through a combination of mobile and static measurements in the city of Edinburgh, UK. The spatial variability of UFP and BC was large, of similar magnitude and about 3 times higher than the spatial variability of PM2.5. Elevated concentrations of UFP and BC were observed along streets with high traffic volumes whereas PM2.5 showed less variation between streets and a footpath without road traffic. Both BC and UFP significantly correlated with traffic counts, while no significant correlation between PM2.5 and traffic counts was observed. The relationships between UFP, NO2 and inorganic components of PM2.5 were further investigated through long-term measurements at roadside, urban background and rural sites. UFP moderately correlated with NOx (NO2 + NO) and showed varying relationships with NOx depending on the particle size distribution. Principal component analysis and air-mass back trajectory analysis revealed that PM2.5 concentrations were dominated by long-range transport of secondary inorganic aerosols, whereas UFP were mainly related to varying local emissions and meteorological conditions. These findings imply the need for different policies for managing human exposure to these different particle components: control of much BC and UFP appears to be manageable at local scale by restricting traffic emissions; however, abatement of PM2.5 requires a more strategic approach, in cooperation with other regions and countries on emissions control to curb long-range transport of PM2.5 precursors. A dispersion model (ADMS-Urban) was used to simulate high resolution NO2 and O3 concentrations in Edinburgh. The effects of different emission and meteorological input datasets on the resulting modelled NO2 concentrations were investigated. The modelled NO2 and O3 concentrations using the optimal model setup were validated against reference instrument and diffusion tube measurements. Temporal variability of NO2 was predicted well at locations that were not heavily influenced by local effects, such as road junctions and bus stops. Temporal variability of O3 was predicted better than for NO2. Long-term spatial variability of NO2 was found to correlate well with diffusion tube measurements, while modelled spatial variability of O3 in ADMS-Urban compared poorly with diffusion tube measurements. However, it was found that the O3 diffusion tube measurements may be subject to some unidentified biases affecting their accuracy. Land-use regression (LUR) models are widely used to estimate exposure to air pollution in urban areas. An appropriately sized and designed monitoring network is an important component for the development of a robust LUR model. Concentrations of NO2 were simulated by ADMS-Urban at ‘virtual’ monitoring sites in 54 different network designs of varying numbers and types of site, using a 25 km2 area including much of the Edinburgh city area. Separate LUR models were developed for each network. These LUR models were then used to estimate ambient NO2 concentrations at all residential addresses, which were evaluated against the ADMS-Urban modelled concentration at these addresses. The improvement in predictive capability of the LUR models was insignificant above ~30 monitoring sites, although more sites tended to yield more precise LUR models. Monitoring networks containing sites located within highly populated areas better estimated NO2 concentrations across all residential locations. LUR models constructed from networks containing more roadside sites better characterised the high end of residential NO2 concentrations but had increased errors when considering the whole range of concentrations. No particular composition of monitoring network resulted in good estimation simultaneously across all residential NO2 concentration and of the highest NO2 levels implying a lack of spatial contrast in LUR-modelled pollution surface compared with the dispersion model. Finally, the results from the measurement and modelling studies presented in thesis are synthesised in the context of current exposure assessment studies. Low-cost air-quality monitors currently do not possess and are unlikely in the near future to provide the robustness and accuracy to replace the existing routine monitoring network. Development of the low-cost air-quality should be aiming at upgrading them as the indicative method as defined in the data quality objective in the EU directive. The monitoring sites used to build LUR models should capture well the population distribution in the study area as opposed to capturing the greatest pollution contrast. The traditional methods of evaluating LUR models are also ineffective in characterising the models’ capability at estimating pollutant concentration at residential address. Given that the dispersion models are also subject to the availability and uncertainties in the input data, future air quality model development should endeavour to incorporate both dispersion and land-use regression models, where the uncertainty in the input data can be reduced by using LUR models built on actual measurements, and the limitation in the statistical modelling can be replaced by adopting the deterministic approach used in the dispersion model.