O crescente processo de industrialização na região de Cubatão, São Paulo, e as resultantes emissões de poluição vêm há tempos afetando a vegetação da Serra do Mar ao seu redor, um remanescente da Mata Atlântica. Para avaliar os efeitos da poluição aérea nos teores de alguns metabólitos, de forma a relacioná-los com a intensidade de herbivoria foliar em Tibouchina pulchra Cogn. (Melastomataceae), espécie predominante na região, foram realizadas análises de nitrogênio, compostos fenólicos totais, taninos totais, fibras, ligninas, área foliar total e área foliar perdida por herbivoria. Folhas maduras de cinco indivíduos adultos de Tibouchina pulchra foram coletadas nos meses de janeiro, fevereiro, junho e julho de 1996 e 1997, em três áreas amostrais na região de Cubatão e Serra do Mar: Vale do Rio Pilões (RP), próxima à captação de água da SABESP, com pouca influência da poluição aérea de Cubatão, considerada como área de referência neste trabalho; Caminho do Mar (CM), área que acompanha a antiga estrada de ligação São Paulo-Santos e com influência da poluição emitida por indústrias petroquímicas localizadas no final dessa rodovia; e Vale do Rio Mogi (VM), área fortemente afetada pela poluição devido à proximidade a indústrias dos ramos siderúrgico, químico, de fertilizantes e de cerâmica. Verificou-se que nas áreas poluídas do Vale do Rio Mogi e do Caminho do Mar, quando comparadas ao Vale do Rio Pilões, foram maiores os teores foliares de nitrogênio (19,86 mg/g RP; 23,16 mg/g CM; 25,14 mg/g VM), fibras (36,03% RP; 45,91% CM; 48,5% VM) e ligninas (9,98% RP; 12,98% CM; 8% VM), mas foram menores as concentrações foliares de compostos fenólicos (4,65% RP; 1,66% CM; 2,15% VM) e taninos (0,84% RP; 0,26% CM; 0,50% VM). Não se observou diferenças nas áreas foliares totais, mas houve uma maior porcentagem de área foliar perdida por herbivoria nos indivíduos das áreas poluídas (0,40% RP; 0,90% CM; 3,46% VM), assim como foi observada uma maior porcentagem de galhas na superfície adaxial das folhas dos indivíduos do Vale do Mogi (4,25% RP; 1,25% CM; 8,42% VM). Foram pequenas as diferenças entre os valores encontrados para verão e inverno para todos os parâmetros estudados. Os resultados indicam que há um efeito da poluição atmosférica nos parâmetros estudados e que as alterações nesses compostos, relacionados com os sistemas de defesa da planta contra o ataque de herbívoros, estejam influenciando na quantidade de área foliar perdida por herbivoria. Para explicar a intensidade de herbivoria foliar sofrida pelos indivíduos de Tibouchina pulchra, foram realizadas análises de regressão que revelaram três modelos diferentes, um para cada área amostral. Na área de referência do Vale do Rio Pilões, o modelo selecionado relaciona a intensidade de herbivoria foliar com a quantidade de taninos, explicando 11% da variabilidade da porcentagem de herbivoria, podendo-se dizer que há herbivoria tanto mais intensa quanto menor a quantidade de taninos foliares. Para o Caminho do Mar, o fator ligninas foi o que melhor explicou a quantidade de herbivoria: em aproximadamente 25% dos casos, a intensidade de herbivoria foi tanto maior quanto menor a quantidade de ligninas. No Vale do Rio Mogi, aproximadamente 8% da intensidade de herbivoria pode ser explicada pela quantidade de compostos fenólicos, também através de correlação negativa. Os coeficientes de regressão para os parâmetros selecionados nos três modelos são significantes. Uma vez que os coeficientes de explicação são baixos, sugere-se que outros fatores, não avaliados neste estudo, estejam interferindo na intensidade de herbivoria foliar sofrida pelos indivíduos das três áreas. / The vegetation of the Atlantic Forest on Serra do Mar near the industrial complex of Cubatão (state of São Paulo, Brazil) has been subject of severe damage caused by massive emissions of pollutants, as a result of the progressive industrialization in the area. The amounts of nitrogen, total soluble phenols, total tannins, fibers and lignins, as well as leaf area, leaf area damage by herbivory and percentage of galls, were measured for leaves of Tibouchina pulchra Cogn. (Melastomataceae), a species resistant to air pollution and widespread in the region. The purpose of the investigation was to evaluate the effects of air pollution on the content of some classes of secondary metabolites and the possible consequences on the intensity of foliar herbivory. Fully expanded leaves of five individuals were collected for analysis in January, February, June and July 1996 and 1997, at three sites of Cubatão and Serra do Mar, each area presenting distinct pollution loads: the Pilões Valley (RP), near to SABESP station, characterized by a virtually undamaged vegetation and taken as a reference area; the Caminho do Mar (CM), along the old road connecting the cities of São Paulo and Santos, influenced mainly by the pollution emitted by petrochemical industries at the foot of this road; Mogi Valley (VM), close to the core region of the industrial complex, influenced mainly by pollution emitted fertilizer and chemical industries, steel production and cement factories. Relative to Pilões Valley, the individuals growing in the Caminho do Mar and Mogi Valley areas presented higher amounts of foliar nitrogen (on average 19,86 mg/g RP, 23,16 mg/g CM and 25,14 mg/g VM), fibers (36% RP, 46% CM and 49% VM) and lignins (10% RP, 13% CM and 8% VM) and lower amounts of total soluble phenols (5% RP, 1,7% CM, and 2,2% VM) and tannins (0,84% RP, 0,26% CM and 0,5% VM). The total leaf area found was not significantly different from one area to another, but differences were observed relative to the areas consumed by herbivory: they were larger at Mogi Valley and Caminho do Mar than at Pilões Valley (0,4% RP, 0,9% CM and 3,5% VM). The percentage of galls was highest at Mogi Valley and lowest at Caminho do Mar, Pilões Valley presenting an intermediate value (4,25% RP, 1,25% CM and 8,42 VM). For all parameters measured, the differences between summer and winter were not significant. The results show that the air pollution released by the industrial complex of Cubatão affects the foliar content of nitrogen and secondary metabolites and that such alterations affect the intensity of herbivory. Regression analysis were carried out relative to the three selected areas of Cubatão, in order to look for an explanation for the leaf loss by herbivory. The model of regression selected the variable tannin content as the most important to explain the leaf area at Pilões Valley, 11% of the herbivory being accounted for by that parameter. In individuals from Pilões Valley, the intensity of foliar herbivory correlates negatively with tannin content. The lignins content accounts for 25% of the herbivory intensity at Caminho do Mar, a negative correlation between the latter parameter and lignins content being noticed. Approximately 8% of the herbivory intensity is accounted for by the content of total soluble phenols at Mogi Valley, again through a negative correlation. The regression coefficients found were significant, notwithstanding their small values. The results suggest that other factors, not investigated in the present work, also influence the intensity of foliar herbivory.

A compreensão de como a floresta urbana interage com a poluição atmosférica é importante tanto para o planejamento urbano quanto para a saúde pública. A floresta urbana é capaz de reter e absorver os poluentes atmosféricos além de poder ser utilizada como biomonitor de baixo custo em localizações privilegiadas. O Parque Ibirapuera localizado em uma região central da cidade de São Paulo tem uma floresta urbana heterogênea e dentro dele há as principais árvores encontradas nas ruas da cidade. Esse aspecto facilitou o estudo da interação dessas árvores com a poluição atmosférica. Para a realização do estudo foi necessária a coleta das folhas das árvores e sua moagem para a análise dos componentes inorgânicos. Houve a partir desse estudo a determinação dos elementos presentes nas folhas de árvores através da técnica de fluorescência de raio X. Dos componentes encontrados a partir da moagem foram estudados aqueles que possuíam emissão de fontes veiculares para que se fizesse uma relação desses com a interação da vegetação e como essa pode ser utilizada para amenizar os ambientes poluídos e para o biomonitoramento. / The comprehension of the urban forest interaction with atmospheric pollution is important to urban planning and public health. The urban forest is able to held back and absorb the air pollution besides the use as low coast biomonitor and privileges location. The Ibirapuera Park located in a central area of the city of São Paulo has an heterogeneous urban forest and inside of this park there are the mains trees founded in the streets of São Paulo. This aspect has made easier the study of the interaction of those trees with the air pollution. For the realization of this study was need the collection of the foils of the trees and theirs grind for the analyses of the inorganic components. The determination of the elements presents in the leaf of the trees with the technique of x-ray fluorescence allows understand the interaction of these elements with the tree and give the tree the function of ambient biomonitor.

Os processos de remoção de espécies químicas da atmosfera têm sido estudados atualmente utilizando modelos numéricos, na tentativa de compreender melhor, os processos de transferências de gases e material particulado (sejam elas naturais ou antropogênicas) intra-reservatórios na atmosfera e seus efeitos na dinâmica do tempo e clima. Neste estudo, foi utilizado o modelo RAMS para simular a estrutura vertical das nuvens que se desenvolvem na região amazônica, em conjunto ao modelo de remoção B. V. 2, para os processos de remoção úmida que ocorrem tanto dentro quanto abaixo da nuvem, além das condições atmosféricas locais da região da Bacia Amazônica para, assim, simular a transferência das espécies químicas da atmosfera para a hidrosfera dentro do escopo do projeto LBA. Dentro deste projeto, foram realizadas campanhas intensivas de medições, como a LBA/DRY-TO-WET e LBA/SMOCC (setembro a novembro de 2002) na região de Rondônia. No período das campanhas, foram realizadas medições das concentrações dos gases amônia, ácido nítrico e dióxido de enxofre, além das espécies inorgânicas solúveis em água, como amônio, nitrato e sulfato, entre outros. Estas concentrações de gases e partículas, bem como os parâmetros meteorológicos obtidos durante as campanhas, realizadas durante o período de transição entre as estações seca e chuvosa na região, foram utilizados como dados de entrada para ambos os modelos, onde foram escolhidos alguns eventos específicos. Com intuito de melhor representar o espectro de gotículas de nuvens no modelo de remoção, foram utilizadas a função de distribuição de Levine & Schwartz, 1982 e funções gama ajustadas aos dados observados em distribuição de gotículas de nuvem obtidas em vôos efetuados durante o experimento. Conseqüentemente, este trabalho visou à simulação da concentração na água de chuva de três espécies químicas (SO42-, NO3- e NH4+) removidas da atmosfera pelo evento de precipitação, comparando-as às composições químicas da água de chuva observadas experimentalmente, em dois eventos selecionados (9 e 10 de outubro de 2002). Simulações atmosféricas com o RAMS apresentaram resultados bastante satisfatórios conseguindo representar aspectos microfísicos das nuvens que se desenvolvem na região amazônica com bastante fidelidade. Os resultados da modelagem dos processos de remoção mostraram uma boa concordância com os observados, principalmente para o sulfato (que em alguns casos a quantidade encontrada na água de chuva pela simulação foi 97% da observada) em ambos os eventos, quando a altura da nuvem foi considerada mais realista para região (16 km). Além disso, observou-se que o espectro de gotículas de nuvem utilizado foi um parâmetro importante nos resultados. Os resultados mostraram ainda, uma predominância dos processos que ocorrem dentro da nuvem, sendo estes responsáveis por cerca de 80% a 97% da concentração da espécie química encontrada na água de chuva, corroborando a literatura. Com isso, ficou evidente a complexidade das interações e transferências entre os reservatórios atmosfera / hidrosfera através dos processos de remoção de poluentes, ressaltando assim, a importância dos estudos sobre este assunto. / The scavenging processes of chemical species have been studied using numerical modeling in order to understand the gases and particulate matter intra-reservoir transferences (natural or anthropogenic) which affect weather and climate. In this study RAMS model was used in turn to simulate cloud vertical structure formed over Amazonian area working together to B.V.2 scavenging model. The last model was used to simulate the in- and below-cloud scavenging processes, besides the local atmospheric conditions within the LBA Project. In this Project, there were evaluated many measurements of LBA/DRY-TO-WET and LBA/SMOCC (September to November) Campaigns at Rondonia State. During the Campaigns, ammonia, nitric acid and sulfur dioxide gases were evaluated and their respective particulate matter, ammonium, nitrate and sulfate, among others, as well as rainwater chemistry. These concentrations and meteorological parameters were also obtained, during the transition from dry to wet season, and used as input data to the both modeling, where some events were chosen. With the intention of modeling improvement, cloud droplet spectra were used from Levine & Schwartz, 1982 and gamma functions, according to each case and based on the droplet distribution obtained from flight collected data during the field Campaign. Consequently, this work simulated the rainwater concentrations of three chemical species (SO42-, NO3- e NH4+) scavenged from atmosphere by the precipitation event and compared to the observed data of two selected events (9 and 10 October 2002). RAMS atmospheric simulations presented satisfactory results which showed detailed cloud microphysics processes of Amazonian region. The modeling results show good agreement of observed data, mainly to sulfate, reaching 97% of the observed sulfate for both events, when the cloud height was considered more realistic for the region (16 km). Besides, the cloud droplet spectra were an important parameter to the modeling. The results also showed that the in-cloud process is responsible by 80% to 97% of the chemical species found in rainwater. Additionally, it was clear that the complexity of the interaction and intra-reservoir transferences through the scavenging processes and their importance.

Os efeitos causados pela presença de áreas urbanizadas da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), conhecidos por ilha de calor urbana, são estudados através da modelagem numérica e da análise de alguns dados observacionais, coletados no período de inverno de 1999 durante a 1ª Fase intensiva de medidas de campo do Projeto Temático FAPESP “Meteorologia e Poluição do Ar em São Paulo” e da rede automática da CETESB. Através da utilização de imagens do satélite LANDSAT-5, foi obtido um arquivo de ocupação do solo na RMSP numa resolução de aproximadamente 424 m. Foram definidos dois tipos de ocupação urbana que diferem principalmente na verticalização e espaçamento entre as construções. Simulações realizadas com uma parametrização adequada ao tratamento das propriedades da superfície em áreas urbanas, o modelo RAMS-TEB, mostraram que as fontes antropogênicas de calor de origem veicular são de grande importância no ciclo diurno de temperatura e umidade na RMSP. Uma comparação entre os dados simulados pelo modelo e dados observacionais de superfície apresentou coeficientes de correlações superiores a 0,9 para a temperatura e superiores a 0,8 para a umidade relativa. A interação entre a brisa marítima e a ilha de calor intensifica as zonas de convergência no centro da cidade, podendo ocasionar a re-circulação de poluentes nessa região. Simulações sobre o efeito da urbanização mostram que a ilha de calor urbana faz com que haja uma propagação mais rápida da frente de brisa até o centro da RMSP, que permanece estacionária por algum tempo nessa região. Os efeitos da topografia mostraram-se fundamentais na intensidade da brisa marítima e sua propagação sobre o continente. A presença de grandes corpos d’água, tais como a represa de Guarapiranga e Billings, contribui para a diminuição das amplitudes do ciclo diurno de temperatura na RMSP através das circulações do tipo brisa lacustre geradas pelos mesmos. O uso de um modelo de dispersão mostrou que, com a propagação da frente de brisa para o interior (na direção SE-NW), poluentes emitidos na RMSP são transportados para áreas remotas, diminuindo a concentração dos mesmos nas regiões emissoras. / The effects caused by urbanization in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP), known as urban heat island, are studied through the use of numerical modeling and some observed data, collected in the 1999’s winter time during the first phase of intensive field measurements from the Thematic Project FAPESP “Meteorology and Air Pollution in São Paulo” and also from CETESB automatic network. A 424 m resolution land use file was created using LANDSAT-5 satellite pictures where two different kinds of urban regions were identified. The main differences between these regions are the vertical structure and spacing between buildings. Simulations performed with an appropriate parameterization for the treatment of surface properties in urban areas showed that anthropogenic sources due to traffic are of great importance to the temperature and humidity diurnal cycle in MASP. Comparisons between simulated and observed surface data had a correlation coefficient greater than 0.9 for temperature and greater than 0.8 for relative humidity. The interaction between the see breeze and the urban heat island intensify the convergence zones in the center of the city, eventually causing the re-circulation of pollutants in this region. Simulations of the urbanization effects showed that the urban heat island is responsible for a faster propagation of the sea breeze front up to the center of the MASP, remaining stationary in this region for some time. The topographic effects are fundamental in the intensity of the sea breeze and its inland propagation. The presence of large water bodies, as the Guarapiranga and Billings Dams, contribute to a decrease in the temperature diurnal cycle amplitudes because of the lake breeze circulations generated by them. The use of a simple dispersion model showed that with the propagation of the sea breeze front to the countryside (in the direction SE-NW), pollutants emitted in MASP are transported to remote areas, causing a decrease in the concentration of these pollutants in the source region.

A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) enfrenta sérios problemas relacionados à degradação da qualidade do ar devido às emissões de sua intensa frota veicular, apresentando constantes ultrapassagens dos Padrões de Qualidade do Ar de poluentes como o ozônio (PQAr ~80ppbv). O Ozônio é formado na atmosfera em condições complexas em presença de intensa radiação solar, altas temperaturas, baixa umidade relativa, ventos fracos e altas concentrações dos precursores, óxidos de nitrogênio (NOx = NO + NO2) e compostos orgânicos voláteis (COVs). Assim, o problema da poluição do ar em centros urbanos precisa ser tratado com metodologias mais modernas para que possam ser estabelecidos novos critérios para redução de seus precursores e o conhecimento das condições mais adequadas (relação entre os COVs e os NOx, além da especiação destes COVs) para a redução do ozônio troposférico. Neste contexto, modelos fotoquímicos de qualidade do ar têm sido usados para auxiliar na tomada de decisões ambientais estratégicas. O módulo químico SAPRC Statewide Air Pollution Research Center é um mecanismo detalhado para simular reações entre COVs e NOX, desenvolvido para ser aplicado para atmosferas urbanas e regionais dos Estados Unidos. Porém, devido características específicas do combustível (aproximadamente 30% da frota usa etanol), no Brasil a poluição urbana apresenta características próprias. Dessa forma, baseado em campanhas anteriores de amostragem de COVs, no presente estudo foram modificados o inventário de emissões e o módulo químico (SAPRC99) do modelo fotoquímico CIT a fim de melhorar a representação do ozônio quanto a sua formação e consumo na atmosfera da RMSP. Para isso, alguns COVs como xilenos, 1-buteno e trimetilbenzenos foram explicitados. As simulações para os dias 30 e 31 de outubro de 2006 mostraram aumentos de espécies como peroxiacetilnitrato e ozônio de aproximadamente 10% para o centro de formação de pluma sobre a RMSP. / The Metropolitan Area of São Paulo (MASP) suffers severe problems related to air quality degradation presenting constant air quality standard overpasses for pollutants like ozone (QSAir ~80ppbv), due to its intense vehicular fleet. Ozone is formed in the atmosphere under complex conditions in the presence of strong solar radiation, high temperatures, low relative humidity, weak winds and also high precursor concentrations, such as nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) and volatile organic compounds (VOCs). Therefore, the problem of air pollution in urban centers has to be treated using modern methodologies in order to establish new criteria for reduction of precursors and to know more adequate conditions (relation between VOCs and NOx, as well as speciation of these VOCs) in order to reduce tropospheric ozone. In this context, air quality photochemical models have been used to support strategic environmental decisions. SAPRC chemical mechanism Statewide Air Pollution Research Center developed to be applied in the United States urban atmospheres, consists of a detailed mechanism to simulate reactions between VOCs and NOx. However, due to specific fuel properties (about 30% of vehicular fleet uses ethanol), urban air pollution in Brazil presents its own characteristics, such as higher level of the oxygenated compounds. Hence, based on previous campaigns where VOCs had been sampled, the emission inventory and the chemical module (SAPRC99) were modified in order to improve ozone consumption and formation representation in the MASP atmosphere. As a result, some VOCs like xylenes, 1-butene and trimethilbenzens were explicated. Simulations for 30 and 31 of October 2006 presented increases in species formation like peroxyacetylnitrate and ozone about 10% in the centre of the MASP plume.

Globalmente, os problemas de poluição são mais severos em regiões densamente povoadas ou industrializadas. A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) é um exemplo de megalópole com um conjunto único de emissões, insolação e condições meteorológicas que determinam sua elevada poluição atmosférica. Entre os compostos mais tóxicos presentes nesta atmosfera estão os aldeídos, moléculas de grande potencial mutagênico e carcinogênico que podem ser originados da oxidação de combustíveis fósseis e etanol, além de possuir fontes endógenas. Sua adição covalente em biomoléculas como DNA e proteínas é estudada como mecanismo de sua ação mutagênica e carcinogênica. Desenvolvemos um método ultrassensível de HPLC acoplado à espectrometria de massas para análise simultânea de vários adutos de DNA com aldeídos presentes na atmosfera urbana como formaldeído, acetaldeído, crotonaldeído e acroleína, além de modificações oxidativas. Foram utilizados para validação da metodologia células modelo de Anemia Fanconi e tecido de músculo de ratos modelo para ELA (Esclerose Lateral Amiotrófica), os quais apresentaram níveis basais dos adutos de formaldeído, acetaldeído, acroleína e crotonaldeído. Outros modelos de exposição aos aldeídos foram utilizados na validação desta metodologia, como a fumaça de cigarro de tabaco e de cannabis sendo que a formação desses adutos também foi verificada em DNA de timo de bezerro. Pela primeira vez, foi mostrada a formação inequívoca do aduto de acetaldeído (1,N2-propanodGuo) em pulmões e cérebros de ratos Wistar expostos à 10 ppb de acetaldeído isotopicamente marcado e sua estrutura confirmada por espectrometria de massas de alta resolução. Esse resultado comprova o mecanismo de formação do aduto por meio da adição de duas moléculas de acetaldeído in vivo por inalação e em baixa concentração, sendo crucial para formulação de políticas públicas por agências ambientais. / Globally, air pollution problems are more severe in densely populated or industrialized regions. The Metropolitan Region of São Paulo (RMSP) is an example of a megalopolis with a unique set of emissions, insolation and meteorological conditions that determinates its high atmospheric pollution. Among the most toxic compounds present in this atmosphere are aldehydes, molecules of great mutagenic and carcinogenic potential that can be originated from the oxidation of fossil fuels and ethanol, besides having endogenous sources. Its covalent addition in biomolecules like DNA and proteins is studied as a mechanism of its mutagenic and carcinogenic action. We developed an ultra-sensitive HPLC method coupled with mass spectrometry for the simultaneous analysis of several DNA adducts with aldehydes present in the urban atmosphere as formaldehyde, acetaldehyde, crotonaldehyde and acrolein and oxidative lesions as well. To validate the method, we used a cell model of Fanconi Anemia and muscle tissue from a rat model for ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis) which presented basal levels of the adducts of formaldehyde, acetaldehyde, acrolein and crotonaldehyde. Other models of exposure to aldehydes were used to validate the method, such as tobacco and cannabis smoke and the formation of these adducts was also verified in Calf Thymus DNA. For the first time, the unequivocal formation of the acetaldehyde (1, N2-propanodGuo) adduct was shown in lungs and brains of Wistar rats exposed to 10 ppb of isotopically labeled acetaldehyde and its structure was confirmed by high resolution mass spectrometry. This result confirms the mechanism of adduct formation by the addition of two molecules of acetaldehyde in vivo by inhalation of a low concentration of acetaldehyde, being crucial for the formulation of public policies by environmental agencies.

O presente trabalho teve como objetivo a análise do transporte de poluentes atmosféricos gerados na queima da cana-de-açúcar no estado de São Paulo durante o ano de 2010, pois a cultura canavieira no estado é muito forte, abastecendo o mercado alimentício, energético e de bebidas. Porém, apresenta um grave problema com a queima da plantação antes da colheita, gerando poluição e enfraquecendo o argumento de energia limpa. Baseado nas teorias: dos Sistemas e dos Geossistemas, na dinâmica atmosférica e no uso de modelagem como instrumento de análise; além do levantamento dos dados atmosféricos e de poluição aferidos, mapeamento da área e das queimadas, concluiu-se que há áreas com picos de poluição ao longo do ano; a pluma de poluentes normalmente vai para outros estados como Minas Gerais e Mato Grosso do Sul e ocorreram eventos generalizados de queima de biomassa, principalmente entre agosto e setembro, porém com a mudança na direção do vento, geralmente quando está prestes a chegar uma frente fria, quando esses poluentes são direcionados para a Região Metropolitana de São Paulo e Campinas; confirmando a hipótese observando a distribuição e concentração de poluentes segundo os dados de circulação atmosférica e de poluição / This study has the objective to analyze the air pollution transport from sugarcane burn in Sao Paulo State in 2010, as the planted areas are very vast, it supplies the food, energy and beverage industry. By the other hand, it presents severe problem of burning culture before the harvest period, it causes air pollution and disqualify the clean energy argument. Based on the System and Geosystem theories, on atmospheric dynamic and using models as analysis instrument; in addiction getting atmospheric and pollution data observed, mapping sugarcane and the burned area, it was concluded there were parts with peaks of pollution during this year, the plume of pollutants normally are transported to other States as Minas Gerais and Mato Grosso do Sul and also there were several and generalized events of biomass burn principally in August and September, despite the wind change generally when it is upcoming a cold front, those pollutants are directed to Metropolitan Region of Sao Paulo and Campinas; confirming the hypothesis observing the concentration and distribution of them by the air circulation and pollutants data

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-21T14:51:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Renato de Aragão Ribeiro Rodrigues.pdf: 3393188 bytes, checksum: 62e4ebd43780efd96e9d6775d8d182f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T14:51:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Renato de Aragão Ribeiro Rodrigues.pdf: 3393188 bytes, checksum: 62e4ebd43780efd96e9d6775d8d182f0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Este trabalho apresenta fluxos de deposição atmosférica (úmida e seca) dos íons majoritários, relativos ao período de agosto 2004 a novembro de 2005, medidos em local próximo à Sede do Parque Nacional da Serra dos Órgãos, em Teresópolis. No período de janeiro a dezembro de 2005 foram medidas, quinzenalmente, em local próximo à sede, as emissões de óxido nitroso (N2O) no solo da floresta. E foram coletadas, semanalmente, amostras da água do rio Paquequer, em local próximo à entrada da sede Teresópolis. A água da chuva apresentou pH médio de 5,2 e os íons mais abundantes foram (em Xeq L-1) o amônio, sulfato e cloreto. Do total de enxofre (S) e nitrogênio (N) depositados, cerca de 90% estão associados à deposição úmida, e o restante à seca. Os fluxos de deposição total (úmida + seca) de SO4 2- e nitrogênio inorgânico (NO3 - e NH4 +) foram 295 mol ha-1 ano-1 (9,4 kg S ha-1 ano-1) e 824 mol ha-1 ano-1 (11,5 kg N ha-1 ano-1), respectivamente. Se assumirmos a mesma deposição nos 11000 ha do PARNASO, teremos uma deposição de 97 t de S e 117 t de N. Mais de 90% do sulfato depositado provêm da oxidação do dióxido de enxofre (SO2) na atmosfera e o restante dos aerossóis de sal marinho. Os fluxos de deposição de NH4 +, SO4 2- e NO3 - na água da chuva do PARNASO são superiores às verificadas em várias localidades do estado do Rio de Janeiro, como Parque Nacional do Itatiaia, Ilha Grande, Niterói e cidade do Rio de Janeiro, além de outras localidades do Brasil. Isso indica que o PARNASO, face à sua localização geográfica e à ação dos ventos do quadrante sul, atua como uma área receptora das emissões geradas, principalmente por queima de combustíveis fósseis e mudanças do uso da terra na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. O fluxo médio de N2O na interface solo-atmosfera foi 3,1 Xg N m-2 h-1. A umidade do solo (traduzida pelos valores de precipitação) e a temperatura do solo se mostraram importantes fatores no controle do fluxo de N2O. As águas do Rio Paquequer apresentaram altos valores de NO3 - e SO4 2-. Esses valores provavelmente resultam da alta deposição atmosférica de N e S. A análise de cluster e a análise de componentes principais indicaram mais uma vez que a RMRJ exerce uma influência grande na qualidade da água mesmo em sistemas protegidos. / Wet and dry deposition fluxes of major ions were measured from August 2004 to November 2005 at the headquarters of Serra dos Órgãos National Park, in Teresópolis. In a forest site nearby, nitrous oxide (N2O) fluxes were measured at the soil surface from January to April 2005. Average rainwater pH was 5,2. The most abundant ions (in Xeq L-1) were ammonium, sulfate, and chloride. About 90% of the total sulfur (S) and nitrogen (N) were associated with wet deposition. The estimated total (wet + dry) deposition fluxes of sulfate and inorganic nitrogen (ammonium and nitrate) were 295 mol ha-1 ano-1 (9,4 kg S ha-1 ano-1) and 824 mol ha-1 ano-1 (11,5 kg N ha-1 ano-1), of which 70% is due to ammonium and the remainder to nitrate. More than 90% of the total sulfate were originated from oxidation of sulfur dioxide (SO2) in the atmosphere and the remaining from sea salt aerosols. The deposition fluxes of NH4+, SO42- e NO3- were bigger than in other sites of Rio de Janeiro state, like Itatiaia National Park, Ilha Grande, Niterói e Rio de Janeiro city. This indicates that PARNASO due its geographical localization and the actions of the wind from South quadrant actuate like a receptor area of the emissions from Rio de Janeiro Metropolitan Region (RJMR). The average N2O flux at the soil-atmosphere interface was 3,1 Xg N m-2 h-1, which was lower than other values found in forest soils of Rio de Janeiro state. The water from Paquequer river showed high values of NO3 - and SO4 2-. This values are probably due the high deposition of N and S. The Cluster analysis and the Principal Components Analysis showed that PARNASO is under the influence of the emissions from RJMR.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-23T15:29:24Z No. of bitstreams: 1 PATRICIA A DE SOUZA_TESE DOUTORADO__GEOQUÍMICA UFF.pdf: 3232130 bytes, checksum: 1d90cf082dcb5a35552bfb02f10beaf7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T15:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PATRICIA A DE SOUZA_TESE DOUTORADO__GEOQUÍMICA UFF.pdf: 3232130 bytes, checksum: 1d90cf082dcb5a35552bfb02f10beaf7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / As regiões tropicais estão sofrendo mudanças na quantidade e na forma de N depositado como um resultado da poluição urbana. As origens e os sorvedouros desses poluentes têm sido pouco estudados. Neste trabalho foram examinadas as entradas atmosféricas de N em regiões costeiras urbanas e em áreas montanhosas de Floresta Atlântica (400 m e 1000 m acima do mar) no estado do Rio de Janeiro, de agosto de 2008 a agosto de 2009. Concentrações de nitrogênio total dissolvido (NTD), nitrogênio inorgânico dissolvido (NID= NH4++ NO3-+ O2-) e ureia foram medidos na precipitação total em todos os locais de amostragem, bem como na transprecipitação - água que atravessa o dossel da floresta - em locais de uma floresta submontana. Nitrogênio total dissolvido foi analisado pelo método de oxidação por perssulfato de potássio. Amônio (NH4+) e nitrito (NO2-) foram determinados pelos métodos espectrofotométricos de Azul de Indofenol e diazotação, respectivamente. Nitrato (NO3-) foi analisado pelo método espectrofotométrico após o método de redução de cádmio em amostras de transprecipitação. Em amostras de precipitação total, NO3- foi analisado por método cromatógrafo. Ureia foi determinada pelo método spectrofotométrico de diacetilmonoxima. Nitrogênio orgânico dissolvido (NOD) foi calculado como a diferença entre NTD e NID. As concentrações anuais médias ponderadas pelo volume de todas as espécies foram maiores nas áreas costeiras urbanas que no nos locais de floresta, com NOD compreendendo respectivamente, 32 a 56% e 26 a 32% das concentrações de NTD na precipitação total. A deposição total de NTD variou 12,1 a 17,2 kg N ha-1 ano - 1 e tenderam a decrescer com o aumento da distância da região costeira urbana. O fluxo de NTD na transprecipitação na floresta submontana, 34,4 kg N ha-1 ano-1, foi duas vezes maior que a deposição de NTD na precipitação total, com NOD compreendendo 61% do total de N depositado no solo da floresta. A magnitude e a qualidade do NOD foram ainda mudadas durante a passagem através do dossel da floresta; ureia compreendeu 27% do NOD na transprecipitação comparado com o total de 100% na precipitação total. Apesar das diferenças sazonais da entrada da água precipitada, nenhuma diferença sazonal significativa foi encontrada na deposição de N na precipitação total e na transprecipitação entre os períodos seco e de chuvas. Este estudo mostra que NOD é um importante, e ainda pouco estudado, componente da deposição de NTD, compreendendo um terço a mais que a metade do N depositado na chuva e na transprecipitação. Além disso, o aumento da p oluição de N em áreas de expansão urbana nos trópicos poderá impactar a ciclagem de nutrientes nos ecossistemas adjacentes. Neste local de floresta Atlântica submontana o fluxo de N na transprecipitação foi 3 - 7 vezes maior que a carga critica empírica para florestas tropical e subtropical húmidas. / Tropical regions are currently experiencing changes in the qua ntity and form of N deposition as a result of urban and industrial pollution. The sources and sinks for these pollutants have, to date, been little s tudied. In this work were examined atmospheric N inputs to coastal urban region and montane (400 m and 10 00 m) Atlantic Forest sites in Rio de Janeiro state, from August 2008 to August 2009. Concentrations of t otal dissolved nitrogen ( NTD ), dissolved inorganic nitrogen ( NID = NH 4 + + NO 3 - + NO 2 - ) and urea were measured in bulk precipitation at all sampling si tes, as well as canopy throughfall - rainwater that has passed through the forest canopy - in the lower montane forest plot. Total dissolved nitrogen was analized by oxidation with potassium persulphate. Ammonium (NH 4 + ) and nitrite (NO 2 - ) were determined b y Indophenol Blue and by diazotization spectrophotometric methods , respectively . Nitrate (NO 3 - ) was analyzed by cadmium reduction follow ed by spectrophotometric method after cadmium reduction column method for throughfall samples. In bulk deposition sample s, NO 3 - was analized by chromatographer method . Urea was determined spectrophotometrically by diacetilmonoxime method. Dissolved organic nitrogen (DON) was calculated as the difference between TDN and DIN. Annual volume - weighted mean bulk concentrations of all species were higher at the coastal urban than montane forest s sites, with DON accounting for 32 to 56% and 26 to 32%, respectively, of the TDN concentration in precipitation. Bulk deposition of TDN ranged 12.1 to 17.2 kg N ha - 1 yr - 1 and tended to dec rease with increasing distance from the coastal urban region. In the lower montane forest, t hroughfall TDN flux, 34.3 kg N ha - 1 yr - 1 , was over 2 - fold higher than bulk TDN deposition, and DON comprised 61% of the total N deposited to forest soil. The qual ity of DON also changed upon passage through the forest canopy; urea comprised 27% of DON in throughfall compared to up to 100% in bulk precipitation. Despite marked seasonal differences in water input, significant differences in bulk or throughfall N dep osition between wet and dry seasons were not detected. Our findings show that DON is an important, yet understudied, component of TDN deposition, comprising one - third to greater than one - half of the N deposited in rainfall and throughfall. Further, incre asing N pollution in expanding urban areas in the tropics could impact N cycling in adjacent ecosystems. In this lower montane Atlantic Forest site, the total throughfall N flux was 3 - 7 fold higher than the empirical critical load for tropical and subtrop ical humid forests

A significativa emissão veicular na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), com mais de 7 milhões de veículos e uma população da ordem de 18 milhões de habitantes, fazem desta uma área crítica do ponto de vista de níveis de poluentes atmosféricos. Neste trabalho foi obtida a determinação quantitativa de fontes de poluentes atmosféricos na RMSP, em particular do material carbonáceo na fração fina (PM2.5) do aerossol atmosférico, focando na componente veicular. Como parte do projeto FONTES, coordenado pela Petrobrás, PUC-Rio e IFUSP, foram operadas por 1 ano quatro estações de amostragem localizadas em Congonhas (CGH), Ibirapuera (IBP), Cerqueira César (FSP) e Instituto de Física da USP (IFP), no período entre agosto de 2011 e janeiro de 2014. A concentração em massa de material particulado fino (PM2.5), grosso (PM2.5-10), e inalável (PM10) foi determinada através de análise gravimétrica. Íons solúveis foram determinados por cromatografia iônica (IC), elementos traços por fluorescência de raios-X (XRF) e as concentrações de black carbon equivalente por refletância ótica. As componentes de carbono orgânico (OC) e carbono elementar (EC), bem como as diversas frações carbonáceas foram determinadas por análises termo-ópticas em equipamento da Sunset Inc., seguindo vários protocolos analíticos. As concentrações de gases tais como CO, NOx, e O3 foram fornecidas por estações de monitoramento da CETESB. Modelos receptores tais como APFA (Absolute Principal Factor Analysis) foram usados na determinação quantitativa de fontes de poluentes. Observou-se uma grande similaridade nas concentrações medidas nas estações, indicando uma homogeneidade nas concentrações e composição de aerossóis da moda fina (PM2.5) na RMSP. Nas estações amostradoras IFP, FSP e IBP foram observadas concentrações entre 10 e 12g m-3 na fração fina e na faixa de 16 a 18 g m-3 na fração grossa. Em CGH, observou-se uma concentração média de 34 g m-3, para PM10. O balanço químico de massa mostrou, na fração fina, impacto predominante de aerossóis orgânicos (~50%), EC (~20%) e sulfato (~20%). Na fração grossa verificaram-se concentrações dominantes de aerossóis de poeira do solo (~40%). A APFA identificou e quantificou o impacto das componentes veicular (~60%), ressuspensão de solo (~10%), emissões industriais e de sulfato (~20%), aerossol marinho (~5%) e aerossol secundário (~5%). O impacto da componente veicular é dominante na RMSP. A aplicação dos modelos receptores forneceu a caracterização do material carbonáceo de acordo com as fontes de emissões e um perfil de volatilidade do material carbonáceo. / The large vehicle fleet in the Metropolitan Region of São Paulo (RMSP), with more than 7 million vehicles and a population of about 18 million people, make this a critical area from the point of view of atmospheric pollutants levels. This work focused on the quantitative determination of air pollutant sources, focusing at the vehicular component and the carbonaceous material in the fine fraction (PM2.5) of the atmospheric aerosol of RMSP. As part of the FONTES research project, coordinated by Petrobrás, PUC-Rio and IFUSP, it was operated for 1 year four sampling stations located in Congonhas (CGH), Ibirapuera (IBP), Cerqueira César (FSP) and the Institute of Physics at USP (IFP) during the period from August 2011 to January 2014. The mass concentrations of fine (PM2.5), coarse (PM2.5-10) and inhalable (PM10) particulate matter was determined by gravimetric analysis. Soluble ions were determined by ion chromatography (IC), trace elements by X-ray fluorescence (XRF) and equivalent black carbon (EBC) concentration by optical reflectance. The organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) components, as well as several carbonaceous fractions were determined by thermo-optical analysis using a Sunset Inc. equipment, following various analytical protocols. The concentration of gases such as CO, NOx, and O3 were obtained from CETESB air pollution monitoring stations. Receptors models such APFA (Absolute Principal Factor Analysis) were used for the quantification of the impacts of polluting sources. It was observed similar concentrations in the several sampling stations, showing uniformity in the concentrations and aerosol composition of PM2.5 in the RMSP. For the sites IFP, FSP and IBP were observed concentrations between 10 and 12 g m-3 in the fine fraction and in the range from 16 to 18 g m-3 in the coarse fraction. In the CGH site, there was an average concentration of 34 g m-3 of PM10. The chemical mass balance showed large presence of organic aerosols (~50%), EC (~20%) and sulfate (~20%) in the fine mode fraction. In the coarse fraction soil dust aerosols (~40%) dominates. The APFA identified and quantified the impact of vehicular components (~60%), soil dust (~10%), industrial emissions and sulfate (~20%), marine aerosol (~5%) and secondary aerosol (~5%). Vehicular emissions is the major air pollution component at the RMSP. The application of receptor models has provided the source characterization of carbonaceous material according to their volatility profile.