Estudo do aerossol (poeira do Sara) na região de Cabo Verde

No âmbito do projeto CV-DUST foi desenvolvida uma campanha de medição do aerossol atmosférico na Cidade da Praia (14° 55’ N, 23°29’ W), de janeiro de 2011 a janeiro de 2012. A concentração do aerossol foi determinada com base no método gravimétrico, com a amostragem feita em termos de PM10 e em frações granulométricas, usando impactores. Complementarmente, foi usado um contador ótico de partículas que permite a monitorização em contínuo e a classificação do número de partículas em 31 frações de tamanho na gama entre 0,25 e 32 μm. A composição química do aerossol foi determinada com incidência nos seguintes componentes: iões inorgânicos solúveis em água (Cl-, NO3-, SO42-, Na+, NH4+, K+, Mg2+ e Ca2+), carbonato total, elementos maioritários da crosta (Si, Na, Al, Fe, Ca, Mg, K, Ti e Mn) e elementos vestigiais (Ba, Zn, Zr, Pb, Cu, Ce, Ni, Cr, V, Co, Sc, As, Sm e Sb), assim como a fração carbonácea (carbono elementar – EC e o carbono orgânico - OC). Durante a campanha, a concentração de PM10 apresentou uma grande variabilidade temporal, com valores médios (à escala diária) situados entre 10 μg/m3 e 507 μg/m3, sendo a concentração média anual estimada em cerca de 59 μg/m3. As concentrações mais elevadas (tipicamente acima dos 100 μg/m3) foram registadas durante os eventos de poeira proveniente do Norte de África, sendo os mais intensos observados nos meses de janeiro, fevereiro e dezembro de 2011. Os registos do contador ótico, feitos em intervalos de 5 min, revelaram que durante os eventos de poeira as concentrações médias horárias das partículas PM10 e PM2.5 podem ultrapassar os 700 μg/m3 e 200 μg/m3, respetivamente. Com base nos resultados do método ótico, as contribuições das frações granulométricas PM1, PM(1-2.5) e PM(2.5-10) para a massa de PM10 foram estimadas em cerca de 11 %, 28 % e 61 %, respetivamente. A composição química do aerossol varia consideravelmente ao longo do ano e revela a predominância das partículas minerais e do sal marinho. Com base em cálculos do balanço mássico das espécies químicas, as contribuições dos dois constituintes maioritários para a massa de PM10 foram estimadas em cerca de 47 % (partículas minerais) e 17 % (sal marinho). O aerossol secundário (NO3-, NH4+ e fração não marinha do SO42) e o aerossol carbonáceo (EC + OC) contribuem cada um com cerca de 4 % e 3 %, respetivamente. A fração mássica restante (cerca de 29 %), corresponde aos constituintes não analisados, podendo a água ser a mais importante neste grupo. A análise química das amostras segregadas por tamanho revela a seguinte composição para as partículas PM1, PM(1-2.5) e PM(2.5-10): 5,2, 11,8 e 20,7 % (constituintes do sal marinho); 8,6, 3,7 e 3,1 % (iões secundários); 8,9, 1,5 e 1,3 % (EC + OC).

Within the CV-DUST research project a filed campaign was developed in Praia (14 ° 55 'N, 23 ° 29 'W) between January 2011 and January 2012. Aerosol concentration was quantified based on the gravimetric method, with sampling done in terms of PM10 and in size fractions using impactors. An optical particle counter was also used, which allows the continuous monitoring of the number of particles and their classification in 31 size class ranging between 0.25 and 32 μm. Chemical composition of samples was determined by focusing on the following components: inorganic ions solubles in water (Cl-, NO3-, SO42-, Na+, NH4+, K+, Mg2+ and Ca2+), total carbonate, elemental species (Si, Na, Al, Fe, Ca, Mg, K, Ti and Mn, Ba, Zn, Zr, Pb, Cu, Ce, Ni, Cr, V, Co, Sc, The Sm and Sb), and carbonaceous fraction (elemental carbon - EC and organic carbon - OC). Throughout the campaign, PM10 concentration shows a great variability, with daily mean values ranging between 10 and 507 μg/m3, the annual average concentration rounding 59 μg/m3. Higher concentrations (typically above 100 μg/m3) were registered during the dust events originated from North Africa (Saharan desert), the most intense observed in January, February and December 2011. Optical particle counter records made at 5 min intervals show that during the dust events the hourly average concentrations of PM10 and PM2.5 particles can exceed 700 μg/m3 and 200 μg/m3, respectively. Estimations based on the optical measurements reveal that the average contributions of particles size fractions PM1, PM(1-2.5) and PM(2.5-10) to PM10 mass were around of 11 %, 28 % and 61 %, respectively. Chemical composition of the aerosol varies considerably throughout the year and reveals the predominance of mineral particles and sea salt. Basing on chemical mass balance calculations, the contributions of these two main constituents were estimated in 47 % (mineral particles) and 17 % (sea salt). Secondary aerosols (represented by NH4+, NO3- and non sea salt fraction of SO42-) and carbonaceous aerosols (EC + MO with MO = 1.6 x OC) contribute each one to about 4 % and 3 %, respectively. The remained mass fraction (around 29 %) is composed by non analised species, but the contribution of water can be important. Chemical size resolution of the samples reveals the following composition for PM1, PM(1-2.5) and PM(2.5-10) particles: 5.2 %, 11.8 % and 20.7 % (sea salt contsituents); 8.6 %, 3.7 % and 3.1 % (secondary inorganic ions); 8.9 %, 1.5 % and 1.3 % (EC + OC).

Doutoramento em Ciências e Engenharia do Ambiente