Construção e testes de validação de amostradores passivos para dióxido de nitrogênio e ozônio

Abstract

Resumo: Monitorar poluentes atmosféricos, quantificar impactos gerando informações para tomada de decisão, tanto na gestão urbana quanto na ambiental, colabora na prevenção de riscos à saúde e traz benefícios à sociedade. O monitoramento do ar utilizando amostradores passivos é uma ferramenta importante no levantamento da poluição de séries históricas, no mapeamento de áreas com influência urbana, industrial, rural e locais distantes. Destaca-se por ter baixo custo, fácil instalação e operação. O presente trabalho consistiu em construir e validar um modelo de amostrador passivo tipo emblema para detectar os poluentes atmosféricos NO2 e O3. A amostragem foi realizada em placas de Petri de polietileno, contendo um filtro de fibra de vidro impregnado com solução absorvedora específica para cada gás, membrana de poliéster e tela de aço inox como barreiras de difusão. Conjuntos de 2, 3 e 4 amostradores passivos foram expostos no período de setembro de 2009 a maio de 2010. Para a quantificação da massa do poluente coletado utilizou-se um espectrofotômetro UV-VIS, com leitura em absorbância nos comprimentos de onda de 540 nm e 366 nm para NO2 e O3, respectivamente. O tempo mínimo de exposição para cada poluente foi de 24 horas e máximo de 264 horas. As leituras dos amostradores passivos foram comparadas com as dos equipamentos automáticos, contínuos, da Estação de Monitoramento da Qualidade do Ar da Praça Ouvidor Pardinho em Curitiba, Paraná, onde os amostradores foram expostos. As concentrações acumuladas da Estação foram comparadas com a absorbância medida. A função de regressão foi construída para os poluentes NO2 e O3. Os resultados mostraram um R2 = 0,961 para o poluente NO2. Em 68,7% dos amostradores passivos para determinação de NO2 expostos por 24 horas foi constatado um coeficiente de variação de 7,7 a 19,4%. A partir da equação de regressão foram calculadas a concentração média diária mínima de 18,99 mg/m³ e máxima de 56,12 mg/m³, enquanto a estação mediu concentração média diária mínima de 28,13 mg/m³ e máxima de 48,84 mg/m³, com desvio padrão de 48% e 13%, respectivamente. No entanto, uma função de regressão entre absorbância e concentração acumulada do ozônio não pode ser obtida, necessitando de novos estudos. O uso do amostrador passivo para determinação de poluição por NO2 mostrou-se válido quanto à possibilidade de aplicação em novos pontos a serem ampliados na rede de monitoramento, na avaliação de pontos suspeitos de poluição, em outras cidades e locais afastados. Este tipo de amostrador foi eficiente na obtenção de resultados confiáveis para o fim proposto, rincipalmente considerando o fato do Estado do Paraná ter um déficit no monitoramento da qualidade do ar, contando apenas com três cidades com estações de monitoramento: em Curitiba, em Araucária e em Colombo.

Abstract: Monitoring air pollutants, quantifying impacts generating information for decision making both in urban and environmental management help in preventing health hazards and bring benefits to the society. Monitoring the air through passive samplers is an important tool for measuring historical series of pollution as well as for mapping out the areas with influence on urban, industrial, rural and far away locations. It stands out for being low cost, easy to assemble and operate. The current study consisted of building and authenticating a model type of passive sampler model badge to detect NO2 and O3 air pollutants. The sampling was carried out through polyethylene Petri plates containing a fiberglass filter soaked in a specific adsorbent solution for each individual gas, a polyester membrane and steel screen as diffusion barriers. Sets of 2, 3 and 4 passive samplers were exposed in the period from September 2009 to May in 2010. A UV-VIS spectrophotometer was used to quantify the mass of pollutant collected, with absorbance readings at a wavelength of 540 nm and 366 nm for NO2 and O3, respectively. The minimum ex osure time for each pollutant was 24 hours and the maximum exposure time was 264 hours. Passive samplers readings were compared to those made by the automatic and continuous equipment of the Air Quality Monitoring Station at Ouvidor Pardinho Square in Curitiba, Parana where the samplers were exposed. The accumulated concentrations at the Station were compared to the absorbance measured. The regression function was built for NO2 and O3 pollutants. The results showed a R2 = 0.961 for NO2 pollutant. In 68.7% of passive samplers for the determination of NO2 exposed for 24 hours a coefficient of variation of 7,7 to 19.4% was found. From the regression equation, we have calculated the minimum daily average concentration of 18,99 ƒÊg/m3 and a maximum of 56.12 ƒÊg/m3 while the station measured the minimum daily average concentration of 28.13 ƒÊg/m3 and the maximum 48.84 ƒÊg/m3, with a standard deviation of 48% and 13% espectively. However, a regression function between the absorbance and the accumulated concentration of ozone cannot be obtained which demands further studies. The use of passive sampler for the etermination of NO2 pollution was useful as far as to the applicability in new points to be expanded in the monitoring network, in the evaluation of suspected pollution points, in other cities and far away locations. This type of sampler was effective in obtaining reliable results for its purpose, especially taking into consideration the fact that the state of Parana has a deficit in monitoring air quality, having only three monitoring cities in Curitiba, Araucaria and Colombo.