The elderly population is sensitive to damages caused by air pollution on health. They spend relatively more time indoors, however there is limited information on the air quality they breathe inside their residences. The objectives of this work are to characterise mass of sizesegregated particulate matter (PM) in elderly residences in Metropolitan Area of Sao Paulo (MASP) in Brazil; assess the meteorological parameters influence; evaluate the indoor and outdoor relationship of PM; quantify the ions, trace elements and black carbon (rBC) in quasi-ultrafine particles (qUFP) and identify their sources, and estimate the respiratory deposition doses (RDD). To achieve these objectives, we measured during 24 hours the mass concentrations of PM in differents sizes (102.5, 2.51.0, 1.00.5, 0.50.25 and <0.25 µm (PM0.25, qUFP) in 59 elderly residences in MASP using a Personal Cascade Impactor Sampler. The PM10 is the sum of all size and PM2.5 is PM10 less PM102.5. The PM2.5 and PM0.25 contributed 78% and 38% of total PM10, respectively. About 77% and 40% of the residences had higher PM2.5 and PM10 than those in outdoor environments. About 13 and 43% of the measurements exceeded the World Health Organization (WHO) guidelines for PM10 and PM2.5, respectively. The PM0.25 exceeded the WHO guideline for PM2.5 in 8.3% of residences. Residences with higher PM concentration in all size bins are predominantly near the heavy traffic areas during the nonprecipitation days. About 68% of residences have the highest mass concentration in PM0.25. We analysed ions by chromatography, trace elements by x-ray fluorescence and rBC by reflectance. The major of ions concentrations in qUFP were found to be SO42- and NH4+, and the major trace elements were Si and Fe. Around 26% of the qUFP is rBC. Some residences have a high concentration of the toxic heavy metals Cu, Ni, Pb and Cr. We identified 6 dominant sources of the indoor qUFP by positive matrix factorization: vehicular emission (57%), secondary inorganic aerosol (21%), soil and construction (7%), wall painting (7%), cooking (5%) and industry (3%). The RDD for coarse and fine particles were found to be 20% and 24.6% higher for male than female elderly during seated position, respectively. The maximum RDD of qUFP and rBC are in the tracheobronchial part. It is important the control of PM sources in the elderly residences to limit adverse health effects of PM, especially fine particles. We suggest consider the rBC as one regulated air pollutant in terms of public control actions for air quality improvement in MASP. / A população idosa é sensível aos riscos da poluição do ar à saúde. Os idosos passam mais tempo dentro de suas casas, mas há pouca informação sobre a qualidade do ar dentro de suas residências. Os objetivos deste trabalho são caracterizar a massa do material particulado (PM) de diferentes tamanhos em residências de idosos na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) no Brasil; avaliar a influência dos parâmetros meteorológicos e a relação entre PM de ambiente interno e externo; quantificar os íons, elementos traços e black carbon (rBC) em partículas quasi-ultrafinas (qUFP) e identificar suas fontes, e estimar as doses de deposição de PM no trato respiratório (RDD). Para alcançar esses objetivos, medimos durante 24 horas as concentrações em massa de PM nos tamanhos 10-2,5; 2,5-1,0; 1,0-0,5; 0,5-0,25 e <0,25 m (PM0.25, qUFP) em 59 residências de idosos na RMSP usando o Personal Cascade Impactor Sampler. O PM10 é a soma da massa em todos os tamanhos e PM2.5 é o PM10 menos o PM10-2.5. O PM2.5 e PM0.25 contribuíram com 78% e 38% do total de PM10, respectivamente. Cerca de 77% e 40% das residências apresentaram maior concentração de PM2.5 e PM10 do que aqueles em ambientes externos. Cerca de 13 e 43% das medidas excederam as diretrizes da Organização Mundial de Saúde (OMS) para PM10 e PM2.5, respectivamente. O PM0.25 excedeu o limiar da OMS para PM2.5 em 8.3% das residências. As residências com maior concentração de PM em todos os tamanhos estão próximas das áreas de intenso tráfego veicular e não houve precipitação durante a medição. Cerca de 68% das residências têm a maior concentração de massa em PM0.25. Analisamos os íons por cromatografia, elementos traços por fluorescência de raios-x e rBC por reflectância. A maior concentração de íons em qUFP foi SO42- e NH4+, e os principais elementos traços foram Si e Fe. Cerca de 26% do qUFP é rBC. Algumas residências têm uma alta concentração dos metais pesados tóxicos Cu, Ni, Pb e Cr. Identificou-se 6 fontes de qUFP por fatoração de matriz positiva: emissão de veículos (57%), aerossol inorgânico secundário (21%), solo e construção (7%), pintura de parede (7%), cozimento (5%) e indústria (3%). O RDD para PM10-2.5 e PM2.5 foi 20% e 24,6% maior para homens do que mulheres enquanto sentados, respectivamente. O RDD máximo de qUFP e rBC foi na parte traqueobrônquica. É importante o controle de fontes de PM nas residências de idosos para limitar os efeitos adversos à saúde, especialmente partículas finas. Sugerimos considerar o rBC como um poluente atmosférico regulado em termos de ações de controle público para a melhoria da qualidade do ar na RMSP.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-29052018-134910 |
| Date | 24 November 2017 |
| Creators | Bruna Segalin |
| Contributors | Fabio Luiz Teixeira Goncalves, Alexandre Leopold Busse, Adalgiza Fornaro, Prashant Kumar, Marina Piacenti da Silva |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Meteorologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| 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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