[pt] As emissões de combustíveis fósseis derivados do petróleo têm um impacto
significativo no meio ambiente, nas mudanças climáticas, na poluição do ar e
outros. Por isso, existe um grande interesse por fontes alternativas de energia,
principalmente aquelas que podem reduzir as emissões de poluentes atmosféricos.
Este trabalho teve por objetivo avaliar os perfis das concentrações de poluentes
regulamentados (material particulado e CO2) e não regulamentados (benzeno,
tolueno, etilbenzeno, xilenos, HPA, hidrocarbonetos alifáticos, aldeídos e metais)
originados da queima de diferentes combustíveis em um motor estacionário do ciclo
diesel e verificar os possíveis efeitos toxicológicos utilizando células epiteliais
brônquica. Os combustíveis utilizados foram: mistura binária diesel com 5 por cento de
biodiesel (B5), biodiesel de soja (B100), biodiesel de soja aditivado (B100 adt) e
etanol aditivado. Para obter uma maior confiabilidade dos resultados realizou-se a
verificação do método para a determinação de monoaromáticos e aldeídos por meio
de cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (CG-DIC) e
cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), respectivamente. O MP foi
determinado por gravimetria, Os HPA associados ao MP foram determinados por
cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG-EM),
hidrocarbonetos alifáticos (HA) por CG-DIC e metais foram analisados por
espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os perfis
das concentrações foram avaliados considerando: o tempo de queima de
combustível (15, 30 e 60 min) e, o tempo de armazenamento (7, 14 e 21 dias) a 40
graus Celsius, para avaliar os processos oxidativos que podem ocorrer durante o
armazenamento, especialmente no caso do biodiesel. A operação do motor quando
ele ainda está frio, por exemplo, em 15 minutos, apresentou maior emissão de MP,
benzeno e etilbenzeno para o biodiesel de soja (B100) em comparação com a
mistura de diesel com 5 por cento de biodiesel (B5). O estudo dos perfis das concentrações
dos compostos mono aromáticos, hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos
policíclicos aromáticos (HPA) mostraram resultados semelhantes aos descritos na
literatura, em que o combustível B5 emiti mais poluentes do que o biodiesel. No
entanto, comparando alguns poluentes individualmente, as emissões de benzeno e
etilbenzeno foram maiores para B100 e B100 adt. O B5 apresentou o maior perfil
de concentração para a soma HPA na fase gasosa do que na forma particulada em
períodos de funcionamento do motor mais longos. O tempo de armazenamento
reduziu as emissões de MP em 40 por cento para B100, 20 por cento para B100 adt e 3 por cento para B5. Em relação à concentração de compostos aromáticos, a redução foi de
aproximadamente 60 por cento desses poluentes para B100 e B100 adt. A menor emissão
de poluentes foi durante a queima do etanol aditivado. / [en]
The emissions of fossil fuels derived from oil have a significant impact on the
environment, climate change, air pollution, and others. Therefore, there is great
interest in alternative energy sources, especially those that can reduce emissions of
air pollutants. The aim of this study was the evaluation of concentration profiles of
criteria pollutants, particulate matter (PM) and CO2 and unregulated pollutants (i.e.,
benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH),
aliphatic hydrocarbons, aldehyde and metals) originated from burning of different
fuels: The evaluated fuels were the binary mixture of fossil diesel with 5 percent biodiesel
(B5), biodiesel soybean (B100), additivated biodiesel soybean (B100 adt) and
additivated ethanol using a stationary diesel engine cycle, operating at the speed of
1800 rpm and 0 percent load. For a larger reliability of results, the method validation for
determination the monoaromatic and aldehydes by gas chromatography flame
ionization detection (GC-FID) and high-performance liquid chromatography
(HPLC), respectively. PM mass was determinate by gravimetry, PAH associated to
the PM were determined by gas chromatography coupled to mass spectrometry
(GC-MS), aliphatic hydrocarbons were determined by GC-FID, and metals were
determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The
concentration profiles were evaluated considering: 1) burning time (15, 30, and 60
minutes) and; 2) storage time (7, 14, and 21 days) at 40 Celsius Degrees to evaluate the oxidative
processes that occur during storage, especially for biodiesel. When it is still cold
(i.e., 15 minutes), the operation of the engine showed negative effect on particulate
matter (PM), benzene, and ethylbenzene emissions for B100 compared to B5. In
this study, the concentration profiles of the monoaromatic, aliphatic hydrocarbons,
and PAH showed similar results to those reported in the literature, where B5 fuel
emits more pollutants than pure biodiesel. However, comparing some pollutants
individually, the benzene and ethylbenzene emissions were higher for B100 and
B100 adt. For long engine operation periods, B5 showed the highest concentration
profile for the PAH sum in the gaseous in comparison to PAH sum in the particulate
phase. The storage time reduced the PM emissions in 40 percent (B100), 20 percent (B100
adt), and 3 percent (B5). Regarding the concentration of aromatics, the reduction was
circa 60 percent for B100 and B100 adt. The lowest emission of pollutants was observed
for additived ethanol burning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:48989 |
| Date | 14 July 2020 |
| Creators | BEATRIZ SILVA AMARAL |
| Contributors | ADRIANA GIODA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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