Caracterização da matéria particulada em ambiente urbano

Abstract

Nas últimas décadas, as partículas atmosféricas têm sido alvo de diversos estudos, sendo consideradas como um dos principais poluentes com efeitos nocivos na saúde. A matéria particulada pode ser emitida através de fontes naturais e antropogénicas, o que influencia propriedades como a composição química e o tamanho das partículas. Os impactes provocados na saúde humana, nos materiais e no meio ambiente variam consoante as características das partículas e a concentração de partículas presentes na atmosfera.O principal objetivo da presente dissertação, consiste na caracterização de partículas atmosféricas, em termos de distribuição por tamanho, concentração mássica e numérica, em ambiente urbano, influenciado diretamente por tráfego rodoviário. Para atingir este objetivo foi implementada uma campanha experimental de medição de partículas atmosféricas durante uma semana do mês de maio de 2019, utilizando um espectrómetro de aerossol portátil, GRIMM. Com o intuito de caracterizar a matéria particulada num ambiente urbano selecionou-se um local de medição, com influência direta de tráfego rodoviário, dentro de uma área classificada pela UNESCO como Património Mundial da Humanidade. Adicionalmente, realizou-se um levantamento de informação no mesmo local, num dos dias de campanha, para caracterizar a variação temporal e composição do tráfego rodoviário com o intuito de ajudar na interpretação dos dados obtidos na medição.Os dados adquiridos com o espectrómetro de aerossol portátil permitiram obter a distribuição por tamanho das partículas atmosféricas, na gama entre 0,25 – 32 µm, em termos de número (partículas/l), massa (µg/m3) e área de superfície (mm2/l), e obter a concentração mássica de PM10, PM2.5 e PM1. Os dados obtidos permitiram realizar uma análise temporal e uma análise estatística e foram comparados com valores medidos nas estações de monitorização de qualidade do ar de Coimbra.Com os dados adquiridos na campanha, verificou-se que a distribuição por tamanho é multimodal e que a concentração numérica é principalmente influenciada por partículas com diâmetros menores, sendo que estas não têm grande impacte na concentração mássica, que, por sua vez, é maioritariamente influenciada por partículas de maior diâmetro. Concluiu-se que, apesar do local de medição ter influência direta do tráfego, as condições meteorológicas têm maior impacte na variação temporal das concentrações de partículas na atmosfera. Também se concluiu que, em nenhum dia da campanha de medição, foram excedidos o valor-limite estabelecido na legislação atual para PM10 e o valor recomendado pela OMS para PM2.5.

In recent decades, atmospheric particles have been the subject of several studies, being considered as one of the main pollutants with harmful effects on health. Particulate matter can be emitted through natural and anthropogenic sources, which influences properties such as chemical composition and particle size. The impacts on health vary depending on the characteristics of the particles and the concentration of particles present in the atmosphere.The main objective of this work is to characterize atmospheric particles, in terms of size distribution, mass and numerical concentration, in an urban environment, directly influenced by road traffic. In order to achieve this goal, an experimental campaign to measure atmospheric particles was implemented during a week in May 2019, using a portable aerosol spectrometer, GRIMM. In order to characterize particulate matter in an urban environment, a measurement site was selected, with direct influence of road traffic, within an area classified by UNESCO as a World Heritage Site. Additionally, an information survey was carried out in the same location, on one of the campaign days, to characterize the temporal variation and composition of road traffic in order to help understand the data obtained with the measurement.The data acquired with the portable aerosol spectrometer allowed to obtain the number (particle/l), mass (µg/m3) and surface area (mm2/L) size distribution, in the range between 0,25 – 32 µm, as well as the mass concentration of PM10, PM2.5 and PM1. The obtained data allowed to perform a temporal analysis and a statistical analysis and were compared with values measured at the air quality monitoring stations of Coimbra.With the data acquired in the campaign, it was found that the distribution by size is multimodal. It was concluded that the numerical concentration is mainly influenced by particles with smaller diameters, which do not have a great impact on mass concentration, which is mainly influenced by particles of larger diameter. It was possible to conclude that, although the measurement location is directly influenced by road traffic, the meteorological conditions have a greater impact on the variation of atmospheric particle concentration. It was also concluded that, the limit value established in the current legislation for PM10 and the recommended value by WHO for PM2.5, were not exceeded during the measurement campaign.