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Previous issue date: 2018-07-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / The chemistry and physical properties of the fine particulate matter (PM1) were investigated in Central Amazonia, in areas with different impacts. Measurements were performed at two GoAmazon experimental sites, the site T0a (ATTO tower) is located in a remote area without significant anthropogenic impacts, and the site T2 (Tiwa Hotel), which was designed to represent anthropogenic emissions of the city Manaus and surrounding areas, on the opposite side of the Rio Negro. Measurements were performed with the ACSM (Aerosol Chemical Speciation Monitor) from Aerodyne Research Inc., which analyzes the non-refractory aerosol fraction with aerodynamic size less than 1 μm (PM1). Optical properties were analyzed with nephelometers (visible light scattering) and absorption photometers (MAAP) that measures the absorption radiation and black carbon concentration. Particle size distribution in the range of 10 to 600 nm was analyzed with the Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS).
In the wet season, mean composition of the PM1 showed values of 1.20 and 4.92 μg.m-3 for sites T0a and T2, respectively, indicating the strong impact of the urban emissions of Manaus. Scattering and absorption properties for T0a site presented values of 3.02 and 0.11 Mm-1, respectively. Therefore, it presented high mass scattering efficiencies due to the aerosol particles with high radiation dispersion capacity. However, some events transported over long distances reached T0a and caused changes in the mass absorption efficiency, due to the presence of absorber aerosols. Absorption coefficient at the T2 had a mean value of 5.15 Mm-1 and high mass absorption efficiencies, thus demonstrating that the anthropogenic emissions have a significant influence on the absorption properties of the aerosols. The particles belonging to the Aitken and accumulation modes dominated in the T0a, whereas in the T2 the predominant component was the Aitken mode. For T0a, high values of isoprene oxidation particles were observed, as well as oxidized organic particles, but with low values of hydrogenated particles. However, T2 site, observed high values of oxidized particles and particles from vehicle emissions.
In the dry season, PM1 concentrations increased significantly in both sites relative to the wet season, presenting values of 7.1 ± 4.3 μg.m-3 for T0a and 13.9 ± 9.6 μg.m-3 for T2. Scattering and absorption properties also increased, showing the scattering and absorption coefficients for T0a with values of 21.1 and 3.9 Mm-1, while T2 presented the value of 9.3 Mm-1 for absorption coefficient. In respect to the particles size, both sites showed particles predominantly in mode of accumulation, which demonstrate that come from the most oxidized aerosols. In addition, sites T0a and T2 presented predominantly the oxidized organic particles and from biomass burning emissions particles. Therefore, it was possible to observe a complex interaction between the natural biogenic emissions and urban emissions of the city Manaus, demonstrating that anthropogenic emissions altered important chemical and physical properties of aerosols, both in the city Manaus in the analyzed seasons and remote areas during the dry season. / As propriedades químicas e físicas do material particulado fino (PM1) foram investigadas na Amazônia Central, em áreas com impactos distintos. Medidas foram realizadas em dois sítios experimentais do GoAmazon, o sítio T0a (torre ATTO) fica localizado em uma área remota, sem impactos antropogênicos significativos, e sítio T2 (Tiwa Hotel), desenhado para analisar as emissões de antropogênicas da cidade de Manaus e áreas circundantes, no lado oposto do Rio Negro em relação à área urbana. As medidas foram realizadas com o ACSM (Aerosol Chemical Speciation Monitor) da Aerodyne Inc., que analisa a fração não refratária do aerossol com tamanho aerodinâmico menor que 1 μm (PM1). Propriedades óticas foram analisadas com nefelômetros (espalhamento de radiação visível) e fotômetros de absorção (MAAP) que mede a absorção de radiação e a concentração de black carbon. A distribuição de tamanho dos aerossóis na faixa de 10 a 600 nm foi analisada com o SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer).
Na estação chuvosa, a concentração média do PM1 apresentou valores de 1,20 e 4,92 μg.m-3 para os sítios T0a e T2, respectivamente, mostrando o forte impacto das emissões urbanas de Manaus no T2. As propriedades de espalhamento e absorção no T0a apresentaram os valores de 3,02 Mm-1 e 0,11 Mm-1, respectivamente. Logo, este apresentou altas eficiências de espalhamento por massa em razão das partículas de aerossóis com alta capacidade de dispersão de radiação. Entretanto, foram identificados dois episódios no T0a relacionados aos transportes de longas distâncias que causaram alterações na eficiência de absorção por massa, apresentando aerossóis absorvedores. O coeficiente de absorção no sítio T2 apresentou um valor médio de 5,15 Mm-1 e altas eficiências de absorção por massa, demonstrando, dessa forma, que as emissões antropogênicas influenciam significativamente nas propriedades ópticas dos aerossóis. As partículas pertencentes à moda de Aitken e de acumulação dominaram no T0a, enquanto no T2 o predominante foi na moda de Aitken. Para o sítio T0a, foram observados altos valores de partículas provenientes da oxidação de isopreno, assim como de partículas orgânicas oxidadas, porém com poucas quantidades de partículas hidrogenadas. Enquanto no T2 foram observados valores altos de partículas envelhecidas e partículas provenientes das emissões veiculares.
Para a estação seca, as concentrações do PM1 aumentaram significativamente em ambos os sítios em relação à estação chuvosa, apresentando valores de 7,1 ± 4,3 μg.m-3 para T0a e 13,9 ± 9,6 μg.m-3 para T2. Os coeficientes de espalhamento e absorção também aumentaram para ambos os sítios, o qual o T0a apresentou valores de 21,1 e 3,9 Mm-1, enquanto o T2 apresentou o valor de 9,3 Mm-1 para o coeficiente de absorção. Em relação ao tamanho das partículas, ambos os sítios apresentaram partículas predominantemente na moda de acumulação, os quais demonstram que são provenientes das partículas mais oxidadas. Além disso, os sítios T0a e T2 apresentaram predominância nas partículas orgânicas oxidadas e partículas provenientes das emissões de queima de biomassa. Portanto, foi possível observar uma complexa interação entre as emissões biogênicas naturais e as emissões urbanas da cidade de Manaus, demonstrando que as emissões antropogênicas alteraram as propriedades químicas e físicas importantes dos aerossóis, tanto na cidade de Manaus nas estações analisadas, quanto em áreas remotas durante a estação seca.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2623 |
| Date | 13 July 2018 |
| Creators | Fernandes, Everlin Pereira |
| Contributors | Artaxo Netto, Paulo Eduardo, Carbone, Samara |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Clima e Ambiente (CLIAMB), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3500086864783825195, 600, 600, 600, 3806999977129213183, -4671505905809893211 |
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