Composição química das partículas do aerossol (PM2.5) em ambientes domésticos

Abstract

A concentração do aerossol particulado fino (PM2.5) e o seu conteúdo em carbono elementar (EC) e carbono orgânico (OC) foram caracterizadas em seis residências localizadas em diferentes áreas do distrito de Aveiro. As amostragens foram realizadas durante o inverno, verão e outono de 2017 e o inverno 2018, através de dois amostradores de baixo caudal, um em ambiente interior e outro em ambiente exterior, a funcionar em simultâneo. Em duas das residências foram utilizados amostradores ECHO PM (Tecora), tendo-se recolhido dez pares de amostras PM2.5, por períodos de 48 horas. Nas restantes residências utilizaram-se amostradores MiniVolTM TAS, com a recolha de sete pares de amostras de PM2.5 por períodos de 72 horas. A determinação da massa de partículas acumulada nos filtros foi realizada através do método gravimétrico, enquanto a quantificação do OC e EC foi realizada pelo método termo ótico. As concentrações médias de PM2.5 no interior variaram entre 12,1 e 28,1 µg/m3 e no exterior entre 10,6 e 27,4 µg/m3. A fração carbonosa total presente nas PM2.5 variou entre 24 e 51%, em ambientes interiores, e 19 e 42% em ambientes exteriores. As concentrações médias de OC apresentaram variações no intervalo de 2,8 a 6,3 µg/m3, para o interior e entre 1,9 e 7,9 µg/m3, no exterior. Por sua vez, as concentrações médias de EC variaram entre 0,5 e 2,7 µg/m3, no interior e 0,5 e 2,9 µg/m3, no exterior. Em zonas urbanas, as concentrações de PM2.5 no exterior foram mais elevadas, do que em zonas periurbanas ou rurais, devido à proximidade a vias de elevado tráfego. A zona rural, no exterior, durante o inverno, também apresentou concentrações de PM2.5 elevadas, devido à queima de biomassa. Por outro lado, no verão, as concentrações de PM2.5 no exterior apresentaramse mais baixas, devido à redução do uso de biomassa para aquecimento e à maior dispersão de poluentes, uma consequência do aumento da altura de camada limite. As concentrações de PM2.5 no ar interior foram mais elevadas em residências com maior permanência dos habitantes no local analisado e nas quais ocorria uma maior infiltração do ar exterior, especialmente em residências junto a vias de tráfego elevado, mas também em casas onde se recorria à biomassa para aquecimento durante o inverno. Nas residências mais próximas de vias de tráfego observou-se, no interior, um maior contributo de EC para o carbono total, com a consequente diminuição da fração de OC. As concentrações de OC e EC diminuíram do inverno para o verão, devido ao decréscimo das emissões resultantes da queima de biomassa e à melhoria das condições de dispersão dos poluentes.

The concentration of fine particulate aerosol (PM2.5) and its content in elemental carbon (EC) and organic carbon (OC) were characterized in six residences located in different areas of the district of Aveiro. Sampling was carried out during the winter, summer and fall of 2017 and the winter of 2018, using two low volume samplers, placed indoors and the other outdoors, operating simultaneously. ECHO PM samplers (Tecora) were used in two residences, in which ten pairs PM2.5 samples were collected for periods of 48 hours, MinivolTM TAS samplers were used in the remaining residences, in which seven pairs of PM2.5 samples were collected for periods of 72 hours. The measurement of aerosol particles accumulated in the filters was performed with the gravimetric method and the subsequent quantification of OC and EC was performed by the thermo- optical method. Mean PM2.5 concentration ranged between 12.1-28.1 µg/m3 indoors and between 10.6-27.4 µg/m3 outdoors. The total carbonaceous fraction in PM2.5 varied between 24-51% in indoor environments and 19-42% in outdoor environments. Mean OC concentration ranged between 2.8-6.3 µg/m3 indoors and 1.9-7.9 µg/m3 outdoors. In turn, the mean concentration of EC varied between 0.5-2.7 µg/m3 indoors and 0.5-2.9 µg/m3 outdoors. Outdoor PM2.5 concentrations were higher in urban areas than periurban or rural areas, due to the proximity to high traffic roads. High outdoor PM2.5 concentrations were also observed in rural areas, during winter due to biomass burning. On the other hand, in summer, the outdoor PM2.5 concentration decreased due to the reduction of the use of biomass for heating and because of a greater pollution dispersion, a consequence of the increase of the boundary layer height. The indoor PM2.5 concentrations where higher in homes where people spent more time in the analyzed space and in which there was a greater infiltration of the outdoor air, particularly in residences located in the proximity of high traffic roads, as well as in homes burning biomass for heating purposes during winter. The contribution of EC to total carbon was higher in residences located in the proximity of traffic roads thus decreasing the indoor OC contribution. The OC and EC concentrations decreased from winter to summer due to a decrease in emissions from biomass burning and a better dispersion of air pollutants.