Exposição humana ao material particulado em diferentes modais de transporte em Curitiba

Abstract

Resumo : O material particulado (MP) é um aerossol suspenso no ar, que varia quanto a sua fonte, composição e tamanho. Ele é considerado um poluente atmosférico importante, pois vem sendo associado a diversos riscos à saúde humana, como doenças respiratórias, cardíacas e até mesmo danos ao DNA, dependo de sua fonte e composição e, consequentemente, da toxicidade das partículas em suspensão. A exposição humana a esses poluentes ocorre a partir da inalação destes e parcelas significativas dessa exposição ocorrem em ambientes fechados e enquanto os indivíduos estão se deslocando. O presente trabalho tem por objetivos monitorar a concentração de material particulado MP10 e MP2.5 simultaneamente em dois modais de transporte (a pé e de ônibus) na cidade de Curitiba, a fim de comparar a exposição humana a esses aerossóis quando se deslocando em cada modal. Para tanto, os dados de concentração foram coletados utilizando sensores óticos de baixo custo SDS011 acoplados a um minicomputador Raspberry Pi e a uma bateria portátil, e então cada um dos indivíduos que percorreu a rota de ônibus e a pé carregou um sensor em uma pochete vestida transversalmente no ombro, de modo que a tubulação de entrada do sensor ficou na altura do peito do indivíduo, a fim de coletar os dados na zona de respiração do mesmo enquanto se deslocava. Além disso, foram coletados dados de localização em tempo real com o aplicativo livre para smartphones GPS Logger, que posteriormente foram utilizados para criar mapas de distribuição da concentração de material particulado ao longo da rota percorrida. Os resultados encontrados evidenciaram que a concentração de material particulado MP10 e MP2.5 nos modais de transporte apresentou variações entre os diferentes dias de amostragem, o que está associado às condições meteorológicas e, no caso do ônibus, ao tipo do veículo e à configuração de ventilação. Ainda assim, a concentração medida no ônibus apresentou médias maiores, quando comparada às medidas realizadas a pé, para a maior parte do período de amostragem. No entanto, em média, a taxa de exposição humana, bem como a dose inalada de material particulado estimada foram maiores para os deslocamentos a pé, o que se atribuiu ao fato de que a taxa de inalação é consideravelmente maior nos modais de transporte ativos, como a caminhada, pois a intensidade da atividade física é maior nesses casos.

Abstract : Particulate matter (PM) is an aerosol suspended in the air, varying in source, composition, and size. It is considered an important atmospheric pollutant, as it has been linked to various health risks, including respiratory and cardiac diseases, and even DNA damage, depending on its source and composition, and consequently the toxicity of the suspended particles. Human exposure to these pollutants occurs primarily through inhalation, with significant portions of this exposure happening in indoor environments and while individuals are in transit. This study aims to monitor the concentration of PM10 and PM2.5 particulate matter simultaneously in two modes of transportation (walking and bus) in the city of Curitiba, in order to compare human exposure to these aerosols while commuting via each mode. Data on concentrations were collected using low-cost SDS011 optical sensors attached to a Raspberry Pi minicomputer and a portable battery. Each individual who traveled the route by bus or on foot carried a sensor in a waist bag worn across the shoulder, positioning the sensor's intake tubing at chest level to collect data from the breathing zone during transit. Additionally, real-time location data was collected using the free smartphone app GPS Logger, which was later used to create maps showing the distribution of particulate matter concentration along the route traveled. The results showed that the concentration of PM10 and PM2.5 particulate matter varied greatly between different days of sampling, which is associated with meteorological conditions and, in the case of buses, with the type of vehicle and its ventilation configuration. Nevertheless, the concentration measured on the bus generally showed higher averages compared to the measurements taken while walking. However, on average, the rate of human exposure and the estimated inhaled dose of particulate matter were higher for walking trips. This difference is attributed to the fact that the inhalation rate is considerably higher in active transportation modes like walking, due to the increased intensity of physical activity in such cases.