Contribuições da atividade canavieira para as concentrações de ozônio troposférico em Araraquara, SP

Autor: Francisco, Ana Paula
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2012
Předmět:
Druh dokumentu: Dissertação de Mestrado
Popis: Objetivo: Avaliar a influência da atividade canavieira nas concentrações de ozônio troposférico em área urbana de Araraquara, SP. Método: Foram realizadas coletas passiva de ozônio e COV (Compostos Orgânicos Voláteis), na safra e entressafra de cana-de-açúcar 2011 2012, em 6 locais na área urbana, com exposição de 5 dias. Coleta ativa de COV foi realizada na área central durante 6 dias, não consecutivos, utilizando 24 coletores por dia com exposição de 1 hora cada um, totalizando 144 amostras. Coletas passivas de COV também foram realizadas em 3 situações: durante e após a queima de canavial e em área urbana, durante 1 hora cada, totalizando 9 amostras. A quali e quantificação dos COV foram realizadas por cromatografia gasosa, utilizando como pré-tratamento da amostra dessorvedor térmico e criogenia. A determinação de ozônio foi feita por cromatografia iônica com a quantificação de íons nitrato, produto da reação do ozônio com o absorvente químico. Além disso, foi realizada estimativa de emissões atmosféricas da atividade canavieira e urbanas para avaliar a participação dessas fontes de poluição na emissão de precursores de ozônio. Resultados: Concentrações médias de ozônio estiveram na faixa de 42,50±7,48 a 66,62±10,07 µg m-3, com média de 52,93±12,39 µg m-3, durante a safra de cana, e de 26,51±2,53 a 77,78±11,04 µg m-3, com média de 52,61±25,65 µg m-3, na entressafra. Os 11 COV identificados na atmosfera urbana de Araraquara estão associados à combustão de veículos automotores, com exceção do d-limoneno. Tolueno e d-limoneno foram os COV mais abundantes atingindo concentrações de 0,40 e 0,50 ppb, respectivamente. Detectaram-se diversos COV nas amostras coletadas nos canaviais durante a queima, destacando-se: eteno (51,59 por cento ), etano (11,14 por cento ), propeno (10,64 por cento ), butano (4,97 por cento ), tolueno (3,39 por cento ) e propano (2,21 por cento ). O eteno foi utilizado para caracterizar a emissão da queima de cana, sendo encontrado na atmosfera urbana na proporção de 13,31 por cento. Estimativa de emissão da agroindústria canavieira mostrou que a queima da palha contribuiu com cerca de 44 por cento de HCNM (Hidrocarbonetos Não-Metânicos) e os veículos pesados, a queima do bagaço e da palha corresponderam a 27 por cento da emissão de NOx (óxidos de nitrogênio). As emissões da frota veicular de Araraquara em 2011 contribuíram com 52,85 por cento e 65,55 por cento, respectivamente, para emissões de HCNM e NOx. Conclusões: A variação temporal das concentrações de ozônio foi mais significativa que a variação espacial, sendo setembro o mês com maiores médias de ozônio no inverno e fevereiro no verão. A estimativa de emissão indicou que as fontes urbanas e da agroindústria sucroalcooleira são significativas para emissão de precursores de ozônio. A identificação dos COV na atmosfera urbana de Araraquara revelou influência de fontes veiculares, de indústria de citrossuco e da queima de canaviais. Este estudo mostrou que a atividade canavieira é fonte emissora importante de precursores de ozônio, e portanto contribui para a formação de ozônio na área urbana de Araraquara, SP
Objective: To assess the influence of the sugarcane industry on the concentrations of tropospheric ozone in an urban area of Araraquara, SP. Method: Passive collections of ozone and VOCs (Volatile Organic Compounds) were undertaken, both during the sugarcane harvest as also in the period between harvests in 2011 2012, at 6 sites in the urban area, with 5-day exposure. The active collections of VOCs were undertaken in a central area during 6 non-consecutive days, using 24 collectors each day with 1 hours exposure each, thus yielding a total of 144 samples. Passive collections of VOCs were also made in 3 situations: during and after the burning of the cane plantations and in an urban area, each lasting one hour, and yielding a total of 9 samples. The assessment of the quality and quantity of the VOCs was made by gas chromatography, using as pre-treatment of the sample a thermal desorption and cryogenic concentration. The determination of the ozone was made by means of ion chromatography with the quantification of nitrate ions, a product of the reaction between the ozone and the chemical absorbent. Further, an estimate of the atmospheric emissions of the sugarcane industrys and urban activity was made to assess the participation of these sources of pollution in the emission of the precursors of ozone. Results: Average concentrations of ozone lay between 42.50±7.48 and 66.62±10.07 µg m-3, with an average of 52.93±12.39 µg m-3, during the cane harvest, and between 26.51±2.53 and 77.78±11.04 µg m-3, with an average of 52.61±25.65 µg m-3, in the period between harvests. The 11 VOCs identified in the urban atmosphere of Araraquara are all associated with the combustion of automotive vehicles, with the exception of d-limonene. Toluene and d-limonene were the most abundant VOCs, attaining maximum concentrations of 0.40 and 0.50 ppb, respectively. Various VOCs were detected in the samples collected in the cane plantations during the burning: ethene (51.59 per cent ), ethane (11.14 per cent ), propene (10.64 per cent ), butane (4.97 per cent ), toluene (3.39 per cent ) and propane (2.21 per cent ) being noteworthy. The ethene was used to characterize the emissions during the burning of the cane plantations, being found in the urban atmosphere in the proportion of 13.31 per cent. An estimate of the emission from the sugarcane agro-industry showed that the burning of the straw contributed with about 44 per cent of NMHC (Non-Methane HydroCarbons) and heavy vehicles, the burning of the bagasse and straw accounted for 27 per cent of the emission of NOx (nitrogen oxides). The emissions of the fleet of vehicles in Araraquara in 2011 contributed with 52.85 per cent and 65.55 per cent, respectively, to those of NMHC and NOx. Conclusions: The temporal variation of the ozone concentrations was of greater significance than the spatial variation, September being the month with the highest ozone average in the winter and February in the summer. The estimate of the emissions showed that both the urban sources and the sugar/alcohol agro-industrial segment are significant for the emission of precursors of ozone. The identification of the VOCs in the urban atmosphere of Araraquara demonstrated the influence of automotive sources, of the citric juice industry and of the burning of the sugarcane plantations. This study showed that the sugarcane industry is an important source of the emission of the precursors of ozone, and that it therefore contributes to the production of ozone in the urban area of Araraquara, SP
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