Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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Ciência

Em Busca de Impressões Digitais da Poluição Atmosférica

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Pesquisa determina marcadores para identificação de responsáveis por emissão de partículas ricas em ferro nas cidades


A contaminação da atmosfera por gases e partículas sólidas afeta não só a saúde humana nos centros urbanos, como também o ecossistema como um todo. O gerenciamento da qualidade do ar depende de diversas ações, que vão desde o estabelecimento e regulamentação dos padrões de qualidade e de lançamento de poluentes até o monitoramento da qualidade do ar de determinada região.

Os programas de monitoramento da qualidade do ar são capazes de indicar os níveis de poluentes na atmosfera e avaliar sua concordância com padrões estabelecidos pela legislação. No entanto, eles não são capazes de indicar a contribuição individual de cada fonte responsável pela emissão desses poluentes.

Uma das ferramentas utilizadas para o controle e redução da poluição atmosférica são modelos matemáticos chamados de modelos receptores. Eles permitem estimar, a partir das características físicas e químicas dos poluentes, a contribuição oriunda de diversas fontes. Essa é uma informação de suma importância na identificação e responsabilização das fontes poluidoras por parte dos órgãos de controle e fiscalização ambiental.

Apesar disso, algumas limitações desses modelos dificultam sua aplicação inequívoca. Isso acontece porque fontes diferentes podem ter perfis químicos muito similares ou, ainda, fontes poluidoras diferentes podem estar muito próximas entre si. Dessa forma, o processo de transporte dos poluentes pelo vento resulta numa deposição quase simultânea em um dado local.

Esse efeito, chamado de colinearidade das fontes, pode diminuir a sensibilidade dos modelos receptores ocasionando na avaliação incorreta das contribuições. Uma forma de contornar esse problema é a aferição de marcadores químicos que atribuam características únicas às fontes, como uma impressão digital.

Assim, Elson Silva Galvão, da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), e colaboradores investigaram [1] o material particulado presente na atmosfera da Região da Grande Vitória, no Espírito Santo, com o objetivo de identificar marcadores específicos que pudessem ligar cada componente do material particulado a fontes específicas.

Entre as análises, os pesquisadores utilizaram a linha XRD1 do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), que, segundo o grupo, foi fundamental para o sucesso da pesquisa, já que a técnica de difração ressonante de raios X permitiu a identificação de tais marcadores. O estudo resultou em uma abordagem metodológica inédita na caracterização química de partículas atmosféricas e na identificação de marcadores que possam ligar essas partículas às suas fontes de emissão.

Os resultados sugerem que diferentes estados químicos do ferro estão relacionados a processos industriais muito específicos, mesmo para processos similares como sinterização e altos-fornos, associados à siderurgia. Outros marcadores apresentaram assinaturas distintas permitindo sua separação entre fontes veiculares e industriais, como o caso do carbono elementar, minimizando assim uma interpretação genérica das fontes de emissão dessa espécie.

Segundo os pesquisadores, este trabalho mostra sua importância não somente para aplicação em estudos da qualidade do ar, mas também ao estudo de sedimentos e materiais.

Figura: Marcadores industriais (alfa-hematita e ferro metálico) e veicular (BaTiO3) em uma amostra de Particulas Totais em Suspensão (PTS) coletada da atmosfera da Região da Grande Vitória, ES, Brasil.

Fonte: [1] Elson Silva Galvão, Jane Meri Santos, Ana Teresa Lima, Neyval Costa Reis Jr., Richard Michael Stuetz, Marcos Tadeu D’Azeredo Orlando, Resonant Synchrotron X-ray Diffraction determines markers for iron-rich atmospheric particulate matter in urban region. Chemosphere 212 (2018) 418-428. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.08.111