AVALIAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE ÍONS E CARBONO TOTAL NO MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO (MP10) DO DISTRITO FEDERAL, BRASIL CENTRAL

Introdução

     Entre os diversos poluentes da atmosfera está o material particulado (MP), uma mistura complexa de partículas em suspensão no ar. Estima-se que poluição atmosférica é responsável pela morte de aproximadamente 3,2 milhões de pessoas por ano. Partículas com diâmetro inferior a 10 µm são denominadas de MP₁₀. Assim, o tamanho do MP está ligado à toxicidade, pois, quando inalado, pode penetrar nas vias respiratórias, podendo provocar problemas cardiovasculares.

     As amostras coletadas entre os anos de 2018 e 2019 nas regiões da Fercal e Rodoviária, apresentaram Ca²⁺, SO₄^-² e Na⁺ como íons majoritários . Contudo, ainda são escassos os estudos referentes à presença de íons e carbono total (CT) no material particulado atmosférico do Distrito Federal e de regiões próximas.

     Portanto, o monitoramento e análise dos componentes do material particulado assumem uma grande importância devido aos seus impactos na saúde. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar a presença, distribuição e concentração de íons e CT no material particulado atmosférico (MP₁₀) entre os anos de 2022 e 2024 em três regiões do Distrito Federal (DF).

Materiais e Métodos

     As amostras de MP₁₀ foram coletadas por amostrador Hi-Vol (vazão de 1,13 m³/min Por 24h com membrana de vidro) pelo Instituto Brasília Ambiental (IBRAM), entre 2022 e 2024 em três regiões do DF: Fercal, Rodoviária do Plano Piloto e Zoológico. Foram analisadas 114 amostras de MP₁₀, sendo 29 na Fercal, 52 na Rodoviária e 33 no Zoológico. O Distrito Federal é marcado por duas estações climatológicas: a chuvosa, de outubro a março, e a seca, de abril a setembro.

     Para a análise de CT, as amostras foram pesadas e levadas à combustão no equipamento AnalytikJena modelo multi n/c 3100. Os íons (Li^⁺, Na^⁺, NH₄^⁺, Mn⁺², K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr⁺², Ba⁺², NO₂^-, F^-, Cl^-, NO₃^-, PO₄³^- e SO₄²^-) foram extraídos nas amostras de MP₁₀ previamente pesadas, com 25 mL de água mili-Q sobre agitação de 1h a 200 rpm. Posteriormente, foram filtradas (por seringas e discos de membrana de acetato de celulose e porosidade 0,45 μm) e quantificados no cromatógrafo iônico Metrohm (modelo 930 Compact IC Flex).

Resultados e discussão

     As concentrações de MP₁₀ foram obtidas através do programa de monitoramento do IBRAM e foram registrados valores médios máximos de MP₁₀ na estação seca na região da Fercal, enquanto que a região do Zoológico apresentou o menor valor na estação chuvosa (Figura 1). As mostras coletadas entre maio e outubro nas regiões da Rodoviária e Fercal apresentaram concentrações iguais ou superiores ao valor máximo recomentado pela OMS de 50 μg/m³ (Figura 1). Esses valores prevaleceram no período de seca com UR < 70%, sugerindo maior concentração de poluentes decorrente das condições meteorológicas.

Figura 1. Variação espaço-temporal da concentração de MP₁₀ e umidade relativa entre 2022-2024 nas regiões estudadas.

     Valores máximos de CT foram registrados na região da Fercal no período da seca, enquanto que a região do zoológico apresentou os menores valores (Tabela 1), semelhantemente a análise com as amostras coletadas entre 2018 e 2019. Isso se deve principalmente ao intenso trânsito de veículos na região da rodoviária, a presença de indústrias cimenteiras e atividades mineradoras na Fercal. A queima de resíduos agrícolas e incêndios florestais no cerrado também se destacam como fontes emissoras de CT.

     Para verificar a real concentração dos íons, retirou-se das concentrações obtidas, o valor da concentração do branco. Os maiores resultados dos íons foram observados no período de seca principalmente na Fercal e na Rodoviária (Tabela 1), com predomínio de Ca²⁺, Cl^- e SO₄²^-, diferentemente das amostras coletadas em 2018 e 2019. Observou-se as seguintes ordens decrecentes de concentrações (em ng/m³): na Fercal de Ca²⁺> SO₄^2-> Cl^-> Na⁺ > NO^-₃> K⁺> Mg²⁺ e na Rodoviária de Cl^- > Ca²⁺ > SO₄^2- > NO^-₃ > Na⁺ > Mg²⁺ > K⁺. O Ca²⁺ provém de fonte industrial de cimento característico das indústrias cimenteiras existentes na região da Fercal. O SO₄²^- origina-se da combustão de combustíveis fósseis e emissões veiculares. O Na⁺ está associado a fontes locais, como  queima de madeira utilizada em pizzarias e churrascarias.

     O SO₄²^- é um dos subprodutos  presente na combustão de óleos pesados utilizados nas indústrias e a razão  de NO₃^-/SO₄²^- é usada para verificar a influência de fontes móveis ou estacionárias no MP. Valores de NO₃^-/SO₄²^- < 1 foram observados em todas as estações do DF, exceto na região do Zoológico no período de seca, indicando a predominância de fontes estacionárias. Valores próximos de 1 foram registrados na região da Rodoviária (0,84 na estação seca e chuvosa) e Zoológico (0,97 na estação seca e 1,1 na estação chuvosa), indicando NO₃^- e SO₄²^- de origem principalmente veicular, semelhantemente aos resultados da análise com as amostras dos anos de 2018 e 2019.

Tabela 1. Concentração média de íons e carbono total nas amostras de MP₁₀ coletadas entre 2022 e 2024 nas regiões estudadas.

Conclusões

     Valores de MP₁₀ acima do  permitido pela OMS foram registrados em todas as estações, principalmente na estação seca, com um maior número de amostras na região da Fecal. Os íons que apresentaram concentração maior que o branco (apenas membrana) foram o Li⁺, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, F^-, Cl^-, NO₃^-, PO₄³^- e SO₄²^-. As maiores concentrações médias de íons e CT foram registradas no período de seca na região da Fercal e da Rodoviária com predomínio de Ca²⁺, Cl^- e SO₄²^-. Estes valores estão relacionados com o intenso trânsito de automóveis e ônibus, queima de biomassa do cerrado, à indústria cimenteira e atividades de mineração. Assim, é necessário o controle da queima de biomassa e das fontes antrópicas das emissões dos elementos estudados. A continuidade do estudo e do monitoramento ambiental são essenciais para compreender as fontes e os efeitos dos íons e CT no MP, visando à proteção da saúde pública e ambiental.

Agradecimentos

     À Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF) nº 00193-00002040/2023-3, pelo apoio financeiro; ao Instituto Brasília Ambiental (IBRAM) pelo fornecimento das amostras, ao Grupo de Automação, Quimiometria e Química Ambiental (AQQUA) da Universidade de Brasília e ao Grupo de Pesquisa de Estudos Avançados em Poluição Atmosférica e Geoquímica Ambiental (ProPAGA) do Cnpq.