Propriedades químicas de poeiras atmosféricas recolhidas na região de Estarreja e potencial impacto na saúde humana

Abstract

A região de Estarreja alberga um dos mais importantes centros da indústria petroquímica nacional, o Complexo Químico de Estarreja (CQE). O desenvolvimento industrial promoveu a evolução da rede viária e ferroviária assim como o crescimento populacional, o que tem contribuído para a degradação da qualidade do ar da região, com consequentes impactos tanto na saúde pública e bem-estar da população, como na fauna e na flora. A presente dissertação teve como principais objetivos a avaliação da qualidade das poeiras atmosféricas do concelho de Estarreja, identificar potencias fontes de contribuição para a composição química das mesmas, caracterizar eventuais relações entre a qualidade do ar exterior e a qualidade do ar interior em escolas locais e avaliar possíveis impactos na saúde da população. Para o efeito foram recolhidos solos e PM10 (em espaços interiores e exteriores) e realizadas contagens de partículas (em espaços interiores e exteriores) em quatro escolas – Escola Secundária de Estarreja, Escola Básica 2,3 Prof. Dr. Egas Moniz, Escola Básica de Pinheiro e Escola Básica Visconde de Salreu - localizadas a N, S e W do CQE. Foi ainda realizada a monitorização mensal da deposição atmosférica total na Escola Secundária de Estarreja e na Escola Básica Visconde de Salreu, entre maio e agosto de 2018. As amostras de solo, após peneiramento, foram analisadas através de um SediGraph, para obtenção das curvas de distribuição granulométricas. As amostras de deposição atmosférica total, após filtração a vácuo, foram analisadas por ICP-MS e IC e através de um TIMS, para obtenção dos fluxos de partículas atmosféricas e de elementos químicos, da condutividade e concentração de aniões (Cl-, NO3- e SO42-) e das razões isotópicas de ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, respetivamente. As amostras de PM10 (interiores e exteriores) foram analisadas por ICP-MS para determinação das concentrações (quase totais) dos elementos químicos nas PM10. Foram ainda calculados fatores de enriquecimento. Os resultados obtidos da contagem de partículas mostraram que a Escola Secundária de Estarreja apresentou maior degradação da qualidade do ar exterior, enquanto que a Escola Básica de Pinheiro e a Escola Básica Visconde de Salreu apresentaram maior degradação da qualidade do ar interior. Os resultados dos solos sugerem que estes podem ser ressuspensos na atmosfera e que algumas destas partículas podem ser inaladas. Os resultados da deposição atmosférica total mostraram a ocorrência de dois eventos de maior fluxo de deposição, um no mês de maio, com impacto nas duas escolas e um outro no mês de agosto, com impacto apenas na Escola Básica Visconde de Salreu. O evento de maio foi interpretado como sendo caracterizado por aerossóis ricos em elementos-traço em formas solúveis, que normalmente são associados a fontes antrópicas. O evento de agosto foi caracterizado essencialmente por partículas minerais de origem natural em formas insolúveis. Os resultados das PM10 recolhidas nos espaços interiores e exteriores mostraram composições químicas similares, em que o Al, Fe, Cu e Zn foram os elementos dominantes. Os fatores de enriquecimento sugerem origem crustal para os elementos Ti, Fe, Co, Mn e Ga, origem mista para Mo, Ni, V, Pb, As e Cr, e origem maioritariamente antrópica para Cd, Zn, Cu e Sb.

The Estarreja region is home to one of the most important facilities of the national petrochemical industry, the Estarreja Chemical Complex (ECC). Industrial development has promoted the evolution of the road and railroad networks as well as population growth, which has contributed to the degradation of the region’s air quality, which has potential impacts on public health and well-being of the population, as well as on fauna and flora. The presente dissertation had as main objectives the evaluation of the atmospheric dust quality of Estarreja municipality, to identify potential sources contributing to its chemical composition, to characterize possible relationships between outdoor air quality and indoor air quality in local schools and to assess the impact on population health. Thus, soil and PM10 (indoor and outdoor) samples were collected and particle counts (indoor and outdoor) were carried out in four schools – Escola Secundária de Estarreja, Escola Básica 2,3 Prof. Dr. Egas Moniz, Escola Básica de Pinheiro and Escola Básica Visconde de Salreu – located at N, S and W of the ECC. Monthly monitoring of total atmospheric deposition was also carried out at Escola Secundária de Estarreja and Escola Básica Visconde de Salreu, between May and August 2018. The soil samples, after sieving, were analysed by a SediGraph to obtain the particle size distribution curves. The total atmospheric deposition samples, after vacuum filtration, were analysed by ICP-MS, IC and TIMS, to obtain atmospheric particle and chemical element fluxes, conductivity and anion concentration (Cl-, NO3- and SO42-) and isotopic ratios of 87Sr/86Sr, respectively. The PM10 samples (indoor and outdoor) were analysed by ICP-MS to determine the chemical composition of PM10. Enrichment factors were also calculated. The particle counting results showed that Escola Secundária de Estarreja presented greater degradation of the outdoor air quality, while Escola Básica de Pinheiro and Escola Básica Visconde de Salreu presented greater degradation of indoor air quality. The results obtained for soil samples indicated that they may be resuspended in the atmosphere and that some of these particles may be inhaled. The total atmospheric deposition results suggest the occurrence of two events of higher deposition flux, one in May, with impact on both schools, and one in August, with impact only on Escola Básica Visconde de Salreu. The May event was interpreted as being characterized by aerosols enriched in trace elements in soluble forms, which are usually associated with anthropogenic sources. The August event was essentially characterized by mineral particles of natural origin in insoluble forms. The results of PM10 collected in indoor and outdoor spaces showed similar chemical compositions, where Al, Fe, Cu and Zn were the dominant elements. The enrichment factors suggested a crustal origin for the elements Ti, Fe, Co, Mn and Ga, mixed contributions for Mo, Ni, V, Pb, As and Cr, and dominant anthropogenic sources for Cd, Zn, Cu and Sb.