Emissão de PM2,5 e gases em sistemas domésticos de queima de biomassa

Abstract

Realizou-se uma série de testes para determinar a composição gasosa e a constituição química das emissões de PM2,5 resultantes da combustão doméstica em lareira e fogão. Queimaram-se 7 espécies lenhosas representativas da floresta Portuguesa (Pinus pinaster, Eucalyptus globulus, Quercus suber, Acácia longifolia, Quercus faginea, Olea europea, Quercus ilex rotundifolia) e briquetes de resíduos de biomassa. A amostragem de gases foi realizada junto à exaustão da chaminé do fogão e da lareira. A colheita de partículas (PM2,5) realizou-se no túnel de diluição acoplado à chaminé com o objectivo de arrefecer, diluir e promover a formação de novas partículas por condensação, tal como sucede na atmosfera após descarga de um efluente gasoso. Durante os ciclos de amostragem foram adquiridos valores de concentração de O2, CO2 e CO, bem como a temperatura na câmara de combustão e na exaustão, de modo a caracterizar as condições de operação de ambos os sistemas de combustão doméstica. No fogão foi monitorizada a evolução do peso da biomassa e o caudal de ar entrada. A análise da composição dos gases de combustão foi realizada com o intuito de estimar a contribuição da combustão doméstica de biomassa para os aerossóis atmosféricos e para a sua constituição carbonácea (carbono orgânico (OC), e carbono elementar, (EC)). Na determinação dos factores de emissão observou-se, na generalidade, uma contribuição superior por parte das lareiras comparativamente com o fogão. Os factores de emissão obtidos oscilaram entre 43 – 149 gCO kg-1, 326 – 2699 gCO2 kg-1, 3 – 25 gPM2,5 kg-1, 0,055 – 1,167 gOC kg-1 e 0,729 – 10,056 gEC·kg-1 de biomassa queimada em base seca. Não foram registadas variações muito significativas entre os factores de emissão das diversas espécies lenhosas queimadas.

ABSTRACT: A set of tests was conducted to determine the gas and chemical composition of PM2,5 emissions emitted from the combustion in a fireplace and a stove. Eight types of biomass were burned in the laboratory: seven species of wood grown in Portugal (Pinus pinaster, Eucalyptus globulus, Quercus suber, Acacia longifolia, Quercus faginea, Olea europea, Quercus ilex rotundifolia), and briquettes of biomass residues. The gas sampling was carried out in the exhaust ducts of both combustion systems. The collection of particles (PM2.5) was conducted in the dilution tunnel that was directly coupled to the chimney. Dilution sampling was used to characterize fine particle emissions from the combustion sources because it simulates the rapid cooling and dilution that occurs as exhaust mixes with the atmosphere. During each sampling cycle, the concentrations of O2, CO2 and CO, as well as the values of temperature from the combustion and exhaust were automatically monitored. In the stove, automatic weighing of biomass burned and continuous monitoring of the air flow at the entrance have been performed. The flue gas composition was analyzed to apportion the contribution of domestic biomass burning to the atmospheric aerosol and its carbonaceous composition (organic carbon (OC), and elemental carbon (EC)). It has been observed that fireplace emissions are higher than those of stoves. The emission factors were in the ranges 43 - 149 gCO kg-1, 326 - 2699 gCO2 kg-1, 3 - 25 gPM2,5 kg-1, 0.055 - 1.167 gOC kg-1 and 0.729 - 10.056 gCE kg-1 of biomass burned on a dry basis. Very significant differences among emission factors for the different combusted wood species have not been registered.