Poluio Atmosfrica - Aula 10

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    05-Aug-2015

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Prof. Gilmara Pires de Moura Palermo Disciplina: Poluio Atmosfrica

Os mtodos de amostragem e tcnicas de anlise servem para monitorar poluente em ambiente aberto (outdoor), em

ambiente fechado (indoor) e em fontes

emissoras industriais, especialmente emchamins.

Para

determinao

qualitativa

e

quantitativa dos poluentes atmosfricos so utilizados mtodos de amostragem em associao com o subsequente mtodo de anlise das substncias ou de

misturas a ser utilizado.

Na anlise qualitativa so realizadas a caracterizao qumica, fsica ou fsico-qumica dos elementos que constituem uma

substncias; Na anlise quantitativa so estabelecidas

as propores entre os elementos qumicos oufsicos identificados.

A amostragem de ar para anlises fsicoqumicas pode ser feita de duas formas:1. Isolando-se uma parcela do ar local e levando ao laboratrio, ou 2. Adsorvendo-se ou solubilizando-se os

compostos de interesse em meio slidoou lquido.

No primeiro mtodo de amostragem, esse isolamento pode ser feito em um canister de ao inoxidvel, garrafa de vidro ou um saco de plstico, como o PVF (fluoreto de polivinila), conhecido

como Tedlar.

canisters

No

segundo

mtodo, meios

comum slidos,

a ou

adsoro em carvo ativado ou polmero sinttico como absoro atravs de borbulhamento do ar em uma soluo lquida.

AMOSTRAGEM DE POLUENTES ATMOSFRICOS A AMOSTRAGEM da qualidade do ar pode ser realizada de forma ATIVA, PASSIVA E POR BIOINDICADORES OU BIOMONITORES.

Para a amostragem de poluentes gasosos encontrados no ar dispem-se de diversas metodologias, entre as quais destacam-se:Sistemas passivos de monitoramento Sistemas ativos de monitoramento Sistemas automticos de monitoramento Bioindicadores ou biomonitores

Amostragem Ativa Para amostragemutilizam-se bombas e controladores de fluxo de ar atmosfrico, NECESSITANDO DE

BATERIAS OU ENERGIA ELTRICA parafuncionamento (CETESB, 2010). Pode ser contnua, descontnua e sem prconcentrao.

Os amostradores ativos utilizam bombas de amostragem,que so equipamentos especiais com algumas caractersticas: Portteis (pois sero montadas na cintura do trabalhador). Fonte de energia prpria (bateria recarregvel, com

capacidadeamostragem).

para

pelo

menos

oito

horas

de

Amostragem Ativa Contnua baseadana combinao automatizada dos sistemas de amostragem e anlises atravs de analisadores

ou monitores, tendo como vantagem osresultados em curto espao de tempo.

Amostragem Ativa Descontnua Sorealizadas por mtodos de amostragens no automatizados, com tempo estabelecido e

sendo

as

anlises

do

material

coletado

realizada em laboratrio.

Amostragem

Ativa

Sem

Pr-

Concentrao Utilizam bolsas plsticas,canisters, tendo limitaes em relao ao

volume da amostra coletado podendo serinsuficiente no caso de baixas concentraes.

Amostragem Passiva definida comoaquela que NO UTILIZA ENERGIA ELTRICA OU BATERIAS ou BOMBA DE

SUCO para forar o ar a ser amostrado. Muito utilizado para coleta de SO2 e MP.

Os

amostradores de

passivos, a

tambm ou das

denominados dosmetros

monitores coleta

passivos,

molculas do gs de interesse presente na atmosfera governada pelo fenmeno de

difuso e/ou permeao molecular.

Amostrador Passivo de (SO2)

VANTAGENS

DOS

AMOSTRADORES

PASSIVOS: Exigem pouca manuteno, baixo custo,fceis de transportar, construdo em forma de tubo ou emblema, com capacidade de fixar compostos gasosos ou vapores da atmosfera, por meio de substrato qumico, em ambientes abertos ou fechados, podendo

ser deixado em campo durante longos perodos, dehoras at meses.

Antes de se efetuar a tomada de amostras, deve-se atentar a alguns fatores relacionados escolha do mtodo de amostragem, entre eles confiana, exatido, facilidade de operao e custo.

Padro de qualidade do ar adotado pelo CONAMA n 3/1990 e mtodosutilizados para medio da concentrao do poluente:

Para material particulado vrios mtodos de amostragem podem ser empregados para avaliar a concentrao de partculas em suspenso.

De acordo com os objetivos definidos na amostragem, podem ser utilizados mtodos mais simples, por exemplo, medidas de massa

total em suspenso e fumaa preta, atmtodos mais sofisticados, por exemplo, coleta de partculas por fraes de tamanho e subsequente caracterizao fsica e qumica.

Os

mtodos

de

amostragem

mais

comumente utilizados so aqueles que possuem amostradores como do tipo instrumentao, High Volume

Sampler (HVS), Medium Volume Sample(MVS) e Low Volume Sampler (LVS).

O mtodo de amostrador de grande volume (HVS) usualmente aceito como o mtodo mais de um apropriado programa para de

realizao

amostragem de PTS.

Nesse mtodo, o ar succionado atravs de um

filtro, geralmente de fibra de vidro ou outromaterial relativamente inerte, no higroscpio e que apresente baixa resistncia a passagem do ar. O clculo da massa de determinado pelo mtodo gravimtrico.

Nesse mtodo, a taxa de fluxo de ar succionado da ordem de 150 m3/dia. O mtodo se aplica para concentraes em massa de PTS com tempo de coleta de 24h, com nveis acima de 1-5 g/m3 e partculas com

tamanho at 100 m.

Devido ao pequeno volume de ar amostrado

no indicado para medida de concentrao dePTS, mas para o propsito de subsequentes anlise de filtros com o PTS. Nesse mtodo, a taxa de fluxo de ar succionado da ordem de 2 m3/dia. O tamanho das partculas entre 5-10m.

Amostrador de partculas, portattil, para a determinao das concentraes de poeira no ar ambiente - para diagnstico e higiente industrial.

Indicado

para

medies

de

escurecimento, anlises de metais e aerossis secundrios.

Amostrador de pequeno volume para a determinao de fluoretos slidos e gasosos.

Amostrador de pequeno volume para a determinao da concentrao de at 03 gases poluentes (SO2, NO2, H2S, Amnia) no ar ambiente. (SO2 pela pararrosanilina) (SO2 pelo perxido de hidrognio).

Amostrador de pequeno volume para a determinao simultnea das concentraes de fumaa (pela refletncia da luz) e SO2 (pelo perxido de hidrognio) em suspenso no ar ambiente.

O

mtodo

de

pararosanilina

ou

parafucsina bsica utilizado para anlise colorimtrica de SO2 no ar. A pararosanilina um corante vermelho,

cuja frmula C19H18N3Cl

O dixido de enxofre (SO2) absorvido do ar em uma soluo de tetracloromercurato de potssio (TCM), formando-se um

diclorosulfitomercurato complexo, que resiste a oxidao por oxignio do ar.

Uma vez formado, o complexo reage com pararosanilina e formaldedo para formar o cido pararosanilina metil, sulfnico, intensamente colorido.

A absorbncia da soluo medidaespectrofotometricamente.

Mtodo da refletncia da luz utilizado para amostragem de fumaa e SO2. Este mtodo tem a finalidade de medir a refletncia da luz incidente na mancha

circular formada pela fumaa retida numfiltro.

Alm do amostrador, ousurio necessitar de um refletmetro, bem como de calibradores,Amostrador de pequeno volume para a determinao simultnea das concentraes de fumaa (pela refletncia da luz) e SO2 (pelo perxido de hidrognio) em suspenso no ar ambiente.

filtros vidraria de

reagentes

e

laboratrio.

utilizado para determinao CO, NOx e SO2. Os analisadores por tcnicas no-dispersivas de Infravermelhos so baseados na medio da absoro da luz que ocorre durante a passagem da mesma atravs da corrente de gases.

Para isso utilizada uma fonte emissora e um detector. Na fonte, so utilizados filtros ou outros mecanismos para medir a absoro da luz em uma faixa relativamente pequena de comprimentos de onda, denominada banda.

Essa banda est centralizada em um pico deabsoro da molcula a ser medida. A luz no

se dispersa em todo o espectro, da o termono dispersivo utilizado para este tipo de

tcnica.

Alguns

gases

possuem

bandas

de

absoro que podem se sobrepor. Assim, por exemplo, a H2O e o CO2 apresentam bandas de absoro largas que podem

interferir com a medio de outros gases.

O

espectro

infravermelho

para

gases

de

uma

combusto tpica de gasolina mostrado abaixo.

utilizado para determinao de oxidantes fotoqumicos e NO2. A Quimiluminescncia ocorre quando gerada luz em uma reao qumica. Ex: Quando o NO e o oznio reagem, gerada uma radiao infravermelha na faixa de 500 a 3.000 nm.

A concentrao de xido ntrico determinada observando-se a radiao quimiluminescente em uma regio estreita da emisso total. Nessa regio, utilizado um filtro para selecionar a luz com comprimento de onda entre 600 e 900

nm.

O dixido de nitrognio no utilizado nesta reao, por isso deve ser reduzido a NO antes de poder ser medido. O NO produzido reage ento com o oznio e a Quimiluminescncia medida para fornecer a leitura total de NOx (NO + NO2).

O monitoramento da qualidade do ar atravs de mtodos fsico-qumicos bastante usual, porm, os mesmos no permite avaliar o comportamento do

poluente no meio ambiente, ou seja, suaao nos organismos vivos.

um mtodo experimental indireto de se verificar a existncia de poluentes numa certa rea, atravs de organismos vivos (plantas bioindicadoras ou

biomonitoras).

Os bioindicadores so organismos que expressam alguma sintomas influncia particulares ou respostas que indiquem mudanas em ambiental, geralmente de forma qualitativa.

Organismos

com

ntimas

relaes candidatos

ecofisiolgicas com a atmosfera so, particularmente, promissores para a bioindicao e, consequentemente, monitoramento da

poluio do ar.

A reao das plantas ao poluente varia com a espcie, forma de crescimento; idade; fase da atividade da planta; vigor da vegetal; condies qumicas; climticas; concentrao; propriedades

durao do poluente.

Como BIOINDICADORES, destacam-se os lquens, os musgos e certas plantas superiores, que podem apresentar alteraes tpicas nas folhas, perdas foliares, reduo de crescimento, alteraes nos padres de florao, ou ainda, alteraes na frequncia e abundncia de populaes.

Angiospermas - o maior grupo de acordo com a evoluo dos vegetais e tambm o que tem maior nmero de espcies utilizadas como bioindicadoras da poluio atmosfrica.

O Gnero Tradescantia, pertencente Famlia Commeliaceae, bastante utilizado como bioindicador atravs da espcie Tradescantia pallida cv. Prpura, e dos clones 4430, KU 20, BNL 4430.

Tradescantia

pallida

cv.

prpura

vulgarmente conhecida como coraoroxo, seu DNA (cido desoxirribonuclico) registra os poluentes e suas mudanas.

Tradescantia pallida cv. prpura

Tillandsia

usneoides

-

Conhecida

popularmente como barba-de-bode uma bromlia que tm sido utilizadas de forma sistemtica, para detectar a presena de metais pesados no ar.

Nicotiana tabacum (tabaco) So

utilizados como biomonitor ativo ebiomonitores passivos. PEDROSO (2006, 60p.) utilizou a cultivar Nicotiana tabacum Bel W3 como bioindicadora do oznio na cidade de So Paulo.

Tibouchina pulchra (manac-da-serra) Serve para monitorar F. MORAES et al. (2000,) verificaram reduo em altura, dimetro do caule e biomassa de

folhas, ramos, razes e razo raiz/partearea, quando expostas em trs em condies de padronizadas, Cubato/SP. regies

Tibouchina pulchra

Mangifera

indica

Utilizada

em

biomonitoramento do ar da regio do polo petroqumico Camaari/BA, Ex. Determinao da concentrao de enxofre foliar e alteraes na anatomia foliar.

Caesalpinia echinata - Plantas jovens foram expostas em trs regies da cidade de So Paulo

com caractersticas de contaminao do ar.Aps quinze meses foi verificado que as plantas

apresentaram reduo no crescimento em altura,aumento do nmero de ramos, e reduo da biomassa de folhas, caules, razes e planta inteira CUNHA (2006, 62p.).

Daucus carota (cenoura) e Brassica rapa Sensveis ao dixido de enxofre (SO2).

Dentre os bioindicadores vegetais associados a um determinado poluente atmosfrico destaca-se: Nicotina tabacum (tabaco) Monitoramento de O3;

Tradescantia pallida cv. Purprea (corao-roxo) Monitoramento desubstncias genotxicas; Tibouchina pulchra (manac-da-serra), Gladolus sp., Citrus sinensis, Spondias dulcis, Panicum maximum (colonio) Monitoramento de F; Tillandsia usneoides (barba-de-bode) Monitoramento de metais pesados e partculas poluentes do ar; Daucus carta e Brassica rapa Monitoramento de SO2;

Sphagnum sp Monitoramento de metais, entre eles o cobre e oarsnio.

A anlise da composio dos poluentes atmosfricos so usualmente realizadas a partir de trs diferentes tipos de anlises: Determinao da massa; Caracterizao fsica, e

Caracterizao qumica.

Para

determinao

da

massa,

so

utilizadas as seguintes tcnicas:Gravimetria;

Radiometria (atenuao );Reflectncia, e Nefelometria (espalhamento de luz).

Existem diversos mtodos de anlise de tamanhos de partculas, os quais so baseados em diferentes tcnicas analticas: Peneiramento; Classificao em meio fluido; Sedimentao; Microscopia , e Interferncia de campo.

A anlise qumica uma operao bastante complexa. Uma grande variedade de tcnicas esto disponveis, para identificar a

composio qumica dos poluentes.

Tcnicas disponveis: Fluorescncia deraios-x (XRF), anlise por ativao de neutrons (NAA), emisso de raios-x por partculas induzidas

(PIXE),

espectrometria

de

absoro

atmica

(AAS), espectrometria de emisso atmica por plasma induzido (ICP AES), espectrometria de massa por plasma induzido (ICO-MS) e

cromatografia inica (IC).