O material particulado nas frações fina e inalável (MP2,5 e MP10) para três cidades da América Latina (São Paulo Brasil, Lima Peru e Medellín Colômbia) foi analisado quimicamente para a avaliação de fontes de poluição atmosférica e dos riscos à saúde. Em São Paulo, uma campanha extensiva foi realizada ao longo de 2014 no campus da Universidade de São Paulo, com coletas de MP2,5 e MP10. Campanhas intensivas (no inverno) foram realizadas em São Paulo nos anos de 2010, 2013 e 2014, e em Lima e Medellín no ano de 2010. As espécies hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), íons orgânicos e inorgânicos, e monossacarídeos foram determinadas por técnicas cromatográficas; as espécies carbonáceas (carbono orgânico e elementar) foram determinadas por análise termo-óptica. Os elementos foram determinados por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado. Os riscos associados à exposição ao material particulado com base nas concentrações de HPA foram avaliados com os índices benzo(a)pireno equivalente (BaPE) e de risco de câncer de pulmão (RCPV). Nas campanhas intensivas de 2010, a concentração média do MP10 foi mais elevada em São Paulo do que nos outros dois sítios, 75% das amostras apresentaram concentrações acima do recomendado pela Organização Mundial da Saúde. A razão levoglucosano/manosano para São Paulo sugeriu a grande contribuição da queima da cana-de-açúcar, que em 2010 ocorreu em 70 % dos municípios do estado. Elementos relacionados às emissões veiculares (Fe, Cu) apresentaram maiores concentrações também em São Paulo. As e Pb tiveram concentrações mais elevadas em Medellín, atribuídos às emissões industriais. A concentração de Ni foi mais elevada em Lima, a espécie é associada às emissões de instalações de fundição de metal e à combustão de óleo em navios. Altos índices de BaPE e RCPV foram observados na maioria das amostras em São Paulo no ano de 2014, alcançando valores críticos no inverno (acima de 1 ng m-3 e 10-4, respectivamente). Além disso, as concentrações de HPA e traçadores de queima de biomassa foram mais elevadas no inverno. As espécies traçadoras de fontes veiculares também foram mais abundantes na campanha intensiva (inverno) devido à menor dispersão de poluentes, menos chuvas e maior frequência de inversões térmicas. A fatoração de matriz positiva permitiu uma melhor compreensão das contribuições de fontes de emissão que afetam o sítio (ressuspensão do solo, emissões industriais, emissão veicular, queima de biomassa e formação secundária). Os resultados enfatizaram a contribuição das emissões veiculares e uma contribuição significativa da queima de biomassa na estação seca (30,9 e 18,3 %, respectivamente). A maior parte do material particulado foi relacionada às fontes locais (veiculares), além da influência da queima de biomassa (cana-de-açúcar e queimas urbanas). Assim, os resultados destacaram a importância e a contribuição das atividades humanas na qualidade do ar nos três sítios latino-americanos. / The particulate matter in the fine and inhalable fractions (PM2.5 and PM10) collected in three Latin American cities (São Paulo, Brazil; Lima, Peru; and Medellín, Colombia) was chemically analysed in order to investigate the sources of atmospheric pollution and related health risks. In São Paulo, a year-round extensive campaign (2014) was conducted at the University of São Paulo campus (PM2.5 and PM10). Intensive campaigns were performed in São Paulo (2010, 2013 and 2014) and in Lima and Medellín (2010). The species such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), organic and inorganic ions and the monosaccharides were determined by chromatographic techniques. The carbonaceous species (organic and elemental carbon) were determined by thermal-optical analysis. Trace elements were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry. The associated risks to particulate matter exposure based on PAH concentrations were assessed with the indexes benzo[a]pyrene equivalent (BaPE) and lung cancer risk (LCR). In 2010, PM10 average concentration was higher in São Paulo than in the other two sites; 75 % of the samples presented concentrations above that recommended by World Health Organization. Levoglucosan/mannosan ratios for São Paulo samples suggested sugarcane burning; in 2010 it occurred in 70 % of São Paulo state municipalities. Vehicular related elements (Fe and Cu) also presented higher concentrations in São Paulo. As and Pb concentrations were higher in Medellín, attributed to industrial emissions. Ni was abundant in Lima atmosphere and associated to emissions from metal smelting facilities and ship heavy oil combustion. High BaPE and LCR were observed in most of the samples in São Paulo in the year of 2014, reaching critical values in the wintertime (above 1 ng m-3 and 10-4, respectively). Also, PAHs and biomass burning tracers concentrations were higher in this season. The vehicular tracer species were also more abundant in the intensive campaign (wintertime) suggesting the lower dispersion conditions, less rainfall and higher frequency of thermal inversions in that period. Positive matrix factorization provided a better comprehension over the contribution sources affecting the site; five different factors were identified: road dust, industrial emissions, vehicular exhaust, biomass burning and secondary formation. The results emphasized the contribution of vehicular emissions and the significant input from biomass combustion in the dry season (30,9 and 18,3 %, respectively). Most of the particulate matter was due to local sources (vehicular), besides the influence of pre-harvest sugarcane and urban biomass burning. Thus, the results emphasize the importance and contribution of the anthropogenic activities in the air quality for the three latin american cities.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-11022019-083642 |
| Date | 30 November 2018 |
| Creators | Guilherme Martins Pereira |
| Contributors | Perola de Castro Vasconcellos, Maria de Fatima Andrade, Leila Droprinchinski Martins, Marina Franco Maggi Tavares |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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