Emissões de compostos carbonosos pela queima doméstica de biomassa

Abstract

Foram realizados um conjunto de ensaios de queima de combustíveis sólidos (madeira) de três espécies típicas portuguesas pinheiro, eucalipto e sobreiro. Estes ensaios de queima foram realizados em dois equipamentos típicos em Portugal, um fogão com recuperador e uma lareira. Com isso pretendeu-se obter perfis de emissão de gases e PM10 de forma a contribuir para uma melhor caracterização da contribuição das emissões provenientes da queima de biomassa em Portugal. Alem disso, foram ainda determinados fatores de emissão (EF) de CO, HCT, PM10, OC, EC e COV. De entre os gases analisados foi na lareira que foram registados os FE mais elevados. Foram determinados FE para o CO que variam entre 38 (g.kg-1 biom, bs) na queima de pinheiro no recuperador, ate valores máximos de 87 (g.kg-1 biom, bs) na queima de sobreiro na lareira. Os HCT apresentam os FE mais elevados na queima de sobreiro também na lareira, 25 (g.kg-1 biom, bs), enquanto na queima de pinheiro no recuperador foi onde se verificaram os FE mais baixos, 4 (g.kg-1 biom, bs). Os perfis de emissão de PM10, OC e EC determinados variam substancialmente ao longo de cada ciclo de queima. Sendo que é nos instantes iniciais que se verificam as emissões mais elevadas possivelmente devido as baixas temperaturas e turbulência insuficiente para promover uma mistura homogénea. A matéria orgânica presente nas partículas, assim como os rácios de OC/EC apresentam grande variação ao longo da queima, sendo que é na queima de eucalipto no recuperador que se verifica a maior variação de matéria orgânica nas partículas com valores entre 0,32 – 1,00. Além disso é também na queima de eucalipto, mas na lareira, que se verifica a maior variabilidade dos rácios de OC/EC, valores compreendidos entre 2,74 – 124. A queima de eucalipto e de sobreiro no recuperador apresentam os FE de PM10 e OC mais elevados. Foram determinados FE de PM10 4,42±1,89, 7,75±3,30 e 6,96±2,12 (g.kg-1biom, bs) para o pinheiro, eucalipto e sobreiro respetivamente. Na lareira obtiveram-se FE de 20,01±9,28, 23,17±2,72 e 17,47±1,58 (g.kg-1biom, bs) para o pinheiro, eucalipto e sobreiro. O OC representa mais de 44% da matéria particulada emitida no recuperador, com FE de 1,93±0,78, 4,05±2,08 e 3,68±1,38 (g.kg-1biom, bs) para o pinheiro, eucalipto e sobreiro respetivamente. Na lareira o OC representa mais de 59% do material particulado, com FE de 12,49±5,96, 13,30±1,56 e 10,57±1,09 (g.kg-1biom, bs) no pinheiro, eucalipto e sobreiro respetivamente. Em relação à emissão de EC, as queimas de pinheiro na lareira apresentaram os valores mais elevados, com um FE médio de 1,55±0,74 g.kg-1biom bs. O EC nas PM emitidas ocorre em percentagens inferiores a 34 %. Na queima dos vários combustíveis na lareira também foi onde se verificam os FE de COV mais elevados. Os compostos com número de carbono até 10 são os mais abundantes, onde se destacam o benzeno e tolueno.

A set of tests of burning solid fuels (wood) was performed on three typical Portuguese species, pine, eucalyptus and cork oak. These tests were performed on two burning equipment typical in Portugal, a woodstove and a fireplace. With the aim of obtain profiles of gas emissions and PM10 in order to contribute to a better characterization of the contribution of emissions from biomass burning in Portugal. Also have been determined FE CO, THC, PM10, OC, EC, and VOCs. Among the analyzed gas the higher EF were obtained on the fireplace. EF determined for CO ranging from 38 (g.kg-1 biomass, db) in the burning of pine in the fireplace, until maximum values of 87 (g.kg-1 biomass, db) in the burning of oak in the fireplace. THC had the highest EF in fireplace also in oak, 25 (g.kg-1 biomass, db), while the burning of pine wood in the fireplace has lower FE, 4 (g.kg-1 biomass, db). The profiles of emission of PM10, OC and EC determined vary substantially along each firing cycle. Higher emissions are obtained in the first period of each burning cycle. The organic matter present in the particles, as well as the ratios of OC / EC varies greatly over the burning. The burning of eucalyptus in the fireplace presents the greatest variation of organic matter particles with values between 0.32 – 1.00. In addition it is also burning the eucalyptus but in the fireplace, where is the greater variability of the ratios of OC / EC values between 2.74 to 124. The burning of eucalyptus and oak in the fireplace have the higher EF for PM10 and OC. were determined EF for PM10 of 4.42 ± 1.89, 7.75 ± 3.30 and 6.96 ± 2.12 (g.kg-1 biomass, db) for pine, eucalyptus and oak respectively. In the fireplace were obtained FE from 20.01 ± 9.28, 23.17 ± 2.72 and 17.47 ± 1.58 (g.kg-1 biomass, db) for pine, eucalyptus and cork oak. The OC is over 44% of particulate matter emitted in the fireplace, with an EF of 1.93 ± 0.78, 4.05 ± 2.08 and 3.68 ± 1.38 (g.kg-1 biomass, db) for pine, eucalyptus and oak respectively. In the fireplace OC represents more than 59% of particulate matter with an EF of 12.49 ± 5.96, 13.30 ± 1.56 and 10.57 ±1.09 (g.kg-1 biomass, db) in pine, eucalyptus and oak respectively. Regarding of EC emissions, the burning of pine in the fireplace had the highest values, with an average EF of 1.55 ± 0.74 (g.kg-1 biomass, db). The EC issued on PM occurs in percentages below 34%. Combustion in the fireplace also presented the highest VOC EF. Being that it was the number of carbon compounds with up to 10 who had the highest EF.