Monitoramento de material particulado fino na cidade de Manaus para avaliação de potenciais riscos à saúde da população e caracterização de material particulado em ambiente de florestas (Atto - Amazonian tall tower observatory)- Amazonas, Brasil

Abstract

Resumo: A qualidade do ar se configura na atualidade como objeto de pesquisa multidisciplinar devido aos potenciais impactos que os poluentes atmosféricos podem causar no ambiente e na saúde da população. Dentre os poluentes, o material particulado fino recebe atenção por seu poder de penetração no sistema respiratório, atingindo alvéolos e transportando partículas ácidas e metais pesados a este aderidos. Portanto, a caracterização química de partículas finas se torna imprescindível no estudo da qualidade do ar, atrelada à estimativa dos riscos à saúde da população. Estudos internacionais sobre poluentes atmosféricos evidenciam os riscos da exposição humana a esses, e ainda retratam a influência da atividade antrópica na periculosidade das partículas emitidas. No Brasil, o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Análise Integrada do Risco Ambiental iniciou em 2007 um monitoramento diário das partículas inaláveis finas nas regiões metropolitanas de Recife, Belo Horizonte, Rio de Janeiro, São Paulo, Curitiba e Porto Alegre de modo a avaliar a contribuição das emissões da frota automotiva no incremento dos índices de risco à saúde populacional. Nesse contexto, o presente trabalho se apresenta como proposta de avaliação de tal correlação na cidade de Manaus, uma capital brasileira em expansão com a peculiaridade de estar inserida no bioma Amazônico, tendo a floresta como fronteira. A fim de investigar essa característica, que a diferencia dos demais cenários de amostragem do INCT supracitado, foram realizadas amostragens diárias de material particulado inalável fino numa região centralizada da capital amazonense, avaliando a concentração por meio de gravimetria, sua composição elementar utilizando fluorescência de Raios-X, a concentração de carbono negro que compõe a fuligem por meio de transmitância e refletância, e ainda a identificação e concentração de íons solúveis determinada por cromatografia de íons. No ambiente de floresta, partindo do pressuposto da presença de altos níveis de contribuição biogênica, além da amostragem e análise de partículas finas similares às do ambiente urbano, também foram amostradas partículas individuais, que foram identificadas por microscopia eletrônica de varredura. Todas as amostragens iniciaram em outubro de 2011 e cessaram em outubro de 2013. Devido à forte sazonalidade na região, os dados foram analisados em função dos períodos de seca e chuva, de modo que eventos característicos, como queimadas por exemplo, pudessem ser efetivamente registrados. Na cidade de Manaus, os valores de concentração do MP2,5 não ultrapassam os registrados em outros estudos nem os preconizados pela legislação brasileira. Sua composição elementar não evidencia sal marinho ou poeira do continente africano, apenas indica influência de queimadas. Entre os íons solúveis há maior concentração de cloreto, sulfato e sódio. Alguns metais apresentam enriquecimento, evidenciando emissão antropogênica. A massa do MP indica baixo índice de mortalidade da população, 0,22%, mas sua composição elementar potencializa o aparecimento e/ou o agravamento de doenças crônicas. Em relação ao ambiente de floresta, todos os dados encontrados são em nível traço, devido às condições meteorológicas, à praticamente inexistência direta de ação antropogênica e à altura de amostragem, 80 m acima do nível do solo. As partículas individuais foram preliminarmente identificadas como material biogênico, orgânico e poeira.

Abstract: Air quality is considered nowadays as an issue of multidisciplinary research due to the potential impacts that air pollutants may cause to environment and population health. Among the pollutants, fine particulate matter receives attention due to their penetrating power in the respiratory system, reaching the alveoli and possibly carrying acidic particles and heavy metals adhered to them. Therefore, the chemical characterization of fine particles becomes essential in air quality studies linked to population’s health estimated risks. International studies on air pollutants show the risks of human exposure to these and still portray the influence of anthropogenic activity on the dangerousness of the emitted particles. In Brazil, the National Institute of Science and Technology (INCT) of Environmental Risk’s Integrated Analysis began, in 2007, daily monitoring of fine inhalable particles in the metropolitan areas of Recife, Belo Horizonte, Rio de Janeiro, São Paulo, Curitiba and Porto Alegre in order to assess the contribution of automotive emissions in increasing levels of risk to population health. In this context, the present work aimed to evaluate such correlation in Manaus, a Brazilian capital under expansion, with the peculiarity of being inserted in the Amazon biome, with the forest as boundary. In order to explore such characteristic, which distinguishes it from other INCT scenarios, daily sampling of fine inhalable particulate matter were planned in a centralized area of the Amazonas capital to assess the concentration by gravimetry, elemental composition using X-ray fluorescence, the black carbon concentration of the soot by transmittance and reflectance, and also the concentration of soluble ions determined by Ion Chromatography. In the forest environment, assuming the high levels of biogenic contribution, single particles were sampled and analyzed by Scanning Electronic Microscopy, besides fine particles sampled and analyzed similarly to the urban environment. Sampling campaigns began in October 2011 and ended in October 2013. Due to strong seasonality in the region, data were analyzed according to the dry and rainy seasons. In Manaus city, the fine particulate matter concentration does not exceed those recorded in other studies or established in the national legislation. Its elemental composition does not show sea salt or dust from the African continent, only indicates the influence of fires. Among the soluble ions the greatest concentration are of chloride, sodium and sulfate. Some metals presented enrichment, indicating anthropogenic emissions. The particulate matter mass indicates a low population mortality rate, 0.22 %, but its elemental composition enhances the appearance and/or the aggravation of chronic diseases. Regarding the forest environment, all data are found in trace level due to meteorological conditions, the absence of direct anthropogenic action evidence and the sampling height: 80 m above ground level. The single particles were preliminarily identified as biogenic, organic and dust material.