Avaliação de sensores de baixo custo e de métodos de referência para a monitorização da qualidade do ar

A crescente urbanização global tem como consequência o aumento dos níveis de poluentes na atmosfera e a respetiva deterioração da qualidade do ar. O controlo da poluição atmosférica e monitorização da qualidade do ar são passos fundamentais para implementar estratégias de redução e estimular a consciência ambiental dos cidadãos. Com este intuito, existem várias técnicas e tecnologias que podem ser usadas para monitorizar a qualidade do ar. A utilização de microsensores surge como uma ferramenta inovadora para a monitorização da qualidade do ar. E, apesar dos desempenhos dos microsensores permitirem uma nova estratégia, resultando em respostas rápidas, baixos custos operacionais e eficiências elevadas, que não podem ser alcançados apenas com abordagens convencionais, ainda é necessário aprofundar o conhecimento a fim de integrar estas novas tecnologias, particularmente quanto à verificação do desempenho dos sensores comparativamente aos métodos de referência em campanhas experimentais. Esta dissertação, desenvolvida no Instituto do Ambidente e Desenvolvimento em forma de estágio, teve como objetivo a avaliação do desempenho de sensores de baixo custo comparativamente com os métodos de referência, tendo como base uma campanha de monitorização da qualidade do ar realizada no centro de Aveiro durante 2 semanas de outubro de 2014. De forma mais específica pretende-se perceber até que ponto se podem utilizar sensores de baixo custo que cumpram os requisitos especificados na legislação e as especificidades das normas, estabelecendo assim um protocolo de avaliação de microsensores. O trabalho realizado passou ainda pela caracterização da qualidade do ar no centro de Aveiro para o período da campanha de monitorização. A aplicação de microsensores eletroquímicos, MOS e OPC em paralelo com equipamento de referência neste estudo de campo permitiu avaliar a fiabilidade e a incerteza destas novas tecnologias de monitorização. Com este trabalho verificou-se que os microsensores eletroquímicos são mais precisos comparativamente aos microsensores baseados em óxidos metálicos, apresentando correlações fortes com os métodos de referência para diversos poluentes. Por sua vez, os resultados obtidos pelos contadores óticos de partículas foram satisfatórios, contudo poderiam ser melhorados quer pelo modo de amostragem, quer pelo método de tratamento de dados aplicado. Idealmente, os microsensores deveriam apresentar fortes correlações com o método de referência e elevada eficiência de recolha de dados. No entanto, foram identificados alguns problemas na eficiência de recolha de dados dos sensores que podem estar relacionados com a humidade relativa e temperaturas elevadas durante a campanha, falhas de comunicação intermitentes e, também, a instabilidade e reatividade causada por gases interferentes. Quando as limitações das tecnologias de sensores forem superadas e os procedimentos adequados de garantia e controlo de qualidade possam ser cumpridos, os sensores de baixo custo têm um grande potencial para permitir a monitorização da qualidade do ar com uma elevada cobertura espacial, sendo principalmente benéfico em áreas urbanas.

Avaliação de sensores de baixo custo e de métodos de referência para a monitorização da qualidade do ar

A crescente urbanização global tem como consequência o aumento dos níveis de poluentes na atmosfera e a respetiva deterioração da qualidade do ar. O controlo da poluição atmosférica e monitorização da qualidade do ar são passos fundamentais para implementar estratégias de redução e estimular a consciência ambiental dos cidadãos. Com este intuito, existem várias técnicas e tecnologias que podem ser usadas para monitorizar a qualidade do ar. A utilização de microsensores surge como uma ferramenta inovadora para a monitorização da qualidade do ar. E, apesar dos desempenhos dos microsensores permitirem uma nova estratégia, resultando em respostas rápidas, baixos custos operacionais e eficiências elevadas, que não podem ser alcançados apenas com abordagens convencionais, ainda é necessário aprofundar o conhecimento a fim de integrar estas novas tecnologias, particularmente quanto à verificação do desempenho dos sensores comparativamente aos métodos de referência em campanhas experimentais. Esta dissertação, desenvolvida no Instituto do Ambidente e Desenvolvimento em forma de estágio, teve como objetivo a avaliação do desempenho de sensores de baixo custo comparativamente com os métodos de referência, tendo como base uma campanha de monitorização da qualidade do ar realizada no centro de Aveiro durante 2 semanas de outubro de 2014. De forma mais específica pretende-se perceber até que ponto se podem utilizar sensores de baixo custo que cumpram os requisitos especificados na legislação e as especificidades das normas, estabelecendo assim um protocolo de avaliação de microsensores. O trabalho realizado passou ainda pela caracterização da qualidade do ar no centro de Aveiro para o período da campanha de monitorização. A aplicação de microsensores eletroquímicos, MOS e OPC em paralelo com equipamento de referência neste estudo de campo permitiu avaliar a fiabilidade e a incerteza destas novas tecnologias de monitorização. Com este trabalho verificou-se que os microsensores eletroquímicos são mais precisos comparativamente aos microsensores baseados em óxidos metálicos, apresentando correlações fortes com os métodos de referência para diversos poluentes. Por sua vez, os resultados obtidos pelos contadores óticos de partículas foram satisfatórios, contudo poderiam ser melhorados quer pelo modo de amostragem, quer pelo método de tratamento de dados aplicado. Idealmente, os microsensores deveriam apresentar fortes correlações com o método de referência e elevada eficiência de recolha de dados. No entanto, foram identificados alguns problemas na eficiência de recolha de dados dos sensores que podem estar relacionados com a humidade relativa e temperaturas elevadas durante a campanha, falhas de comunicação intermitentes e, também, a instabilidade e reatividade causada por gases interferentes. Quando as limitações das tecnologias de sensores forem superadas e os procedimentos adequados de garantia e controlo de qualidade possam ser cumpridos, os sensores de baixo custo têm um grande potencial para permitir a monitorização da qualidade do ar com uma elevada cobertura espacial, sendo principalmente benéfico em áreas urbanas.

A cost-efficiency and health benefit approach to improve urban air quality

When ambient air quality standards established in the EU Directive 2008/50/EC are exceeded, Member States are obliged to develop and implement Air Quality Plans (AQP) to improve air quality and health. Notwithstanding the achievements in emission reductions and air quality improvement, additional efforts need to be undertaken to improve air quality in a sustainable way - i.e. through a cost-efficiency approach. This work was developed in the scope of the recently concluded MAPLIA project "Moving from Air Pollution to Local Integrated Assessment", and focuses on the definition and assessment of emission abatement measures and their associated costs, air quality and health impacts and benefits by means of air quality modelling tools, health impact functions and cost-efficiency analysis. The MAPLIA system was applied to the Grande Porto urban area (Portugal), addressing PM10 and NOx as the most important pollutants in the region. Four different measures to reduce PM10 and NOx emissions were defined and characterized in terms of emissions and implementation costs, and combined into 15 emission scenarios, simulated by the TAPM air quality modelling tool. Air pollutant concentration fields were then used to estimate health benefits in terms of avoided costs (external costs), using dose-response health impact functions. Results revealed that, among the 15 scenarios analysed, the scenario including all 4 measures lead to a total net benefit of 0.3M€·y(-1). The largest net benefit is obtained for the scenario considering the conversion of 50% of open fire places into heat recovery wood stoves. Although the implementation costs of this measure are high, the benefits outweigh the costs. Research outcomes confirm that the MAPLIA system is useful for policy decision support on air quality improvement strategies, and could be applied to other urban areas where AQP need to be implemented and monitored.

Exposure of children to ultrafine particles in primary schools in Portugal

Children spend a large part of their time at schools, which might be reflected as chronic exposure. Ultrafine particles (UFP) are generally associated with a more severe toxicity compared to fine and coarse particles, due to their ability to penetrate cell membranes. In addition, children tend to be more susceptible to UFP-mediated toxicity compared to adults, due to various factors including undeveloped immune and respiratory systems and inhalation rates. Thus, the purpose of this study was to determine indoor UFP number concentrations in Portuguese primary schools. Ultrafine particles were sampled between January and March 2014 in 10 public primary schools (35 classrooms) located in Porto, Portugal. Overall, the average indoor UFP number concentrations were not significantly different from outdoor concentrations (8.69 × 10(3) vs. 9.25 × 10(3) pt/cm(3), respectively; considering 6.5 h of indoor occupancy). Classrooms with distinct characteristics showed different trends of indoor UFP concentrations. The levels of carbon dioxide were negatively correlated with indoor UFP concentrations. Occupational density was significantly and positively correlated with UFP concentrations. Although the obtained results need to be interpreted with caution since there are no guidelines for UFP levels, special attention needs to be given to source control strategies in order to reduce major particle emissions and ensure good indoor air quality.

Instruments for the study of atomospheric pollution.

Cover title.

Determinação de mercúrio total no material particulado atmosférico do Distrito Federal, Brasil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Química e Biológica, 2016.

Prevalencia e incidencia de cáncer en habitantes de Sibaté, y georeferenciación de casos 2010-2014

Introducción: El Cáncer es prevenible en algunos casos, si se evita la exposición a sustancias cancerígenas en el medio ambiente. En Colombia, Cundinamarca es uno de los departamentos con mayores incrementos en la tasa de mortalidad y en el municipio de Sibaté, habitantes han manifestado preocupación por el incremento de la enfermedad. En el campo de la salud ambiental mundial, la georreferenciación aplicada al estudio de fenómenos en salud, ha tenido éxito con resultados válidos. El estudio propuso usar herramientas de información geográfica, para generar análisis de tiempo y espacio que hicieran visible el comportamiento del cáncer en Sibaté y sustentaran hipótesis de influencias ambientales sobre concentraciones de casos. Objetivo: Obtener incidencia y prevalencia de casos de cáncer en habitantes de Sibaté y georreferenciar los casos en un periodo de 5 años, con base en indagación de registros. Metodología: Estudio exploratorio descriptivo de corte transversal,sobre todos los diagnósticos de cáncer entre los años 2010 a 2014, encontrados en los archivos de la Secretaria de Salud municipal. Se incluyeron unicamente quienes tuvieron residencia permanente en el municipio y fueron diagnosticados con cáncer entre los años de 2010 a 2104. Sobre cada caso se obtuvo género, edad, estrato socioeconómico, nivel académico, ocupación y estado civil. Para el análisis de tiempo se usó la fecha de diagnóstico y para el análisis de espacio, la dirección de residencia, tipo de cáncer y coordenada geográfica. Se generaron coordenadas geográficas con un equipo GPS Garmin y se crearon mapas con los puntos de la ubicación de las viviendas de los pacientes. Se proceso la información, con Epi Info 7 Resultados: Se encontraron 107 casos de cáncer registrados en la Secretaria de Salud de Sibaté, 66 mujeres, 41 hombres. Sin división de género, el 30.93% de la población presento cáncer del sistema reproductor, el 18,56% digestivo y el 17,53% tegumentario. Se presentaron 2 grandes casos de agrupaciones espaciales en el territorio estudiado, una en el Barrio Pablo Neruda con 12 (21,05%) casos y en el casco Urbano de Sibaté con 38 (66,67%) casos. Conclusión: Se corroboro que el análisis geográfico con variables espacio temporales y de exposición, puede ser la herramienta para generar hipótesis sobre asociaciones de casos de cáncer con factores ambientales.

Percepción de los trabajadores acerca de la seguridad en el trabajo en una empresa del sector de gas natural en Casanare

Introducción: La percepción puede ser considerada principalmente como un grupo de procesos internos en las personas que genera en los observadores una representación mental del entorno. Percibir es adelantarse al suceso, a lo que puede llegar a suceder, determinando lo que puede ser un peligro a nuestra seguridad y salud. Objetivo: El presente estudio tiene como objetivo determinar la percepción de los trabajadores acerca de la seguridad en el trabajo en áreas de procesos automatizados y mecánicas en una empresa del sector de gas natural en el departamento de Casanare, Colombia 2016. Metodología: Se llevó a cabo un estudio de corte transversal en 50 trabajadores de una empresa del sector de gas natural en Casanare. Se uttilizó el Cuestionario nórdico NOSACQ-50-Spanish, instrumento validado para evaluar la percepción acerca de la seguridad y salud en el lugar de trabajo. Se incluyeron variables sociodemográficas, laborales y las relacionadas con la percepción de la seguridad en el lugar del trabajo. Para el análsiis estadistico se calcularon medidas de tendencia central y de dispersión. El estudio de la percepción de seguridad tuvo como puntos de corte: < 2,5 mala percepción y > 2,5 buena percepción. Se emplearon pruebas de asociación X2 o test exacto de Fisher (valores esperados <5) y medidas de asociación OR con sus intervalos de confianza del 95% y se usaron modelos de regresión lineal. Resultados: El total de trabajadores fue de 50 personas, el 76% correspondió al sexo masculino y la mayor distribución se presentó en áreas mecánicas con 52% frente al 48% que se encontró en áreas automatizadas. Se halló asociación estadísticamente significativa entre las variables sociodemográficas área/sexo (Pr = 0,016), indicando que a los trabajadores de sexo femenino se les ubican en el área mecánica mientras que los de sexo masculino, laboran en todas las áreas sin darle relevancia al género. También se encontró asociación con las variables área/año de nacimiento (Pr =0.022), indicando que en el área automatizada se dejan profesionales con promedio de edad de 32 años, por el tipo de requisitos en competencias que exigen para ejecutar las labores. Para las demás variables ocupacionales que evaluaron la percepción de seguridad frente al trabajo, no se encontró asociación significativa. Conclusión: Los resultados permiten realizar acciones en pro de mejorar la percepción de los trabajadores dentro de la organización. Se podrán desarrollar programas de seguridad y salud en el trabajo, que respondan de manera efectiva a los peligros laborales detectados.

Urban air quality: new high-resolution modeling approaches and forecasting tools for citizens

Air pollution is one of the greatest health risks in the world. At the same time, the strong correlation with climate change, as well as with Urban Heat Island and Heat Waves, make more intense the effects of all these phenomena. A good air quality and high levels of thermal comfort are the big goals to be reached in urban areas in coming years. Air quality forecast help decision makers to improve air quality and public health strategies, mitigating the occurrence of acute air pollution episodes. Air quality forecasting approaches combine an ensemble of models to provide forecasts from global to regional air pollution and downscaling for selected countries and regions. The development of models dedicated to urban air quality issues requires a good set of data regarding the urban morphology and building material characteristics. Only few examples of air quality forecast system at urban scale exist in the literature and often they are limited to selected cities. This thesis develops by setting up a methodology for the development of a forecasting tool. The forecasting tool can be adapted to all cities and uses a new parametrization for vegetated areas. The parametrization method, based on aerodynamic parameters, produce the urban spatially varying roughness. At the core of the forecasting tool there is a dispersion model (urban scale) used in forecasting mode, and the meteorological and background concentration forecasts provided by two regional numerical weather forecasting models. The tool produces the 1-day spatial forecast of NO2, PM10, O3 concentration, the air temperature, the air humidity and BLQ-Air index values. The tool is automatized to run every day, the maps produced are displayed on the e-Globus platform, updated every day. The results obtained indicate that the forecasting output were in good agreement with the observed measurements.

Modelagem dos processos de remoção sulfato e dióxido de enxofre presente no particulado em diferentes localidades da região metropolitana de São Paulo

This article deals with the scavenging processes modeling of the particulate sulfate and the gas sulfur dioxide, emphasizing the synoptic conditions at different sampling sites in order to verify the domination of the in-cloud or below-cloud scavenging processes in the Metropolitan Area of São Paulo (RMSP). Three sampling sites were chosen: GV (Granja Viana) at RMSP surroundings, IAG-USP and Mackenzie (RMSP center). Basing on synoptic conditions, it was chosen a group of events where the numerical modeling, a simple scavenging model, was used. These synoptic conditions were usually convective cloud storms, which are usual at RMSP. The results show that the in-cloud processes were dominant (80%) for sulfate/sulfur dioxide scavenging processes, with below-cloud process indicating around 20% of the total. Clearly convective events, with total rainfall higher than 20 mm, are better modeled than the stratiform events, with correlation coefficient of 0.92. There is also a clear association with events presenting higher rainfall amount and the ratio between modeled and observed data set with correlation coefficient of 0.63. Additionally, the suburb sampling site, GV, as expected due to the pollution source distance, presents in general smaller amount of rainwater sulfate (modeled and observed) than the center sampling site, Mackenzie, where the characterization event explains partially the rainfall concentration differences.

Avaliação de metais traços e íons majoritários em águas de chuva na cidade de São Paulo

Rainfall samples collected in the downtown area of São Paulo city, during 2003, exhibited average concentrations of cadmium, lead and copper of 1.33, 8.52 and 49.5 nmol L-1, respectively. Among the major ions, NH4+ was the predominant species followed by NO3-, SO4(2-) and Ca2+, with volume weighed mean (VWM) concentrations of 37.1, 20.1, 11.9 and 10.8 µmol L-1, respectively. All the determined species showed high inter-events variability, including free H+ ions whose VWM concentration was 4.03 µmol L-1, corresponding to a pH value of 5.39.

Quantification and source identification of atmospheric particulate polycyclic aromatic hydrocarbons and their dry deposition fluxes at three sites in Salvador Basin, Brazil, impacted by mobile and stationary sources

The present work has aimed to determine the 16 US EPA priority PAH atmospheric particulate matter levels present in three sites around Salvador, Bahia: (i) Lapa bus station, strongly impacted by heavy-duty diesel vehicles; (ii) Aratu harbor, impacted by an intense movement of goods, and (iii) Bananeira village on Maré Island, a non vehicle-influenced site with activities such as handcraft work and fisheries. Results indicated that BbF (0.130-6.85 ng m-3) is the PAH with highest concentration in samples from Aratu harbor and Bananeira and CRY (0.075-6.85 ng m-3) presented higher concentrations at Lapa station. PAH sources from studied sites were mainly of anthropogenic origin such as gasoline-fueled light-duty vehicles and diesel-fueled heavy-duty vehicles, discharges in the port, diesel burning from ships, dust ressuspension, indoor soot from cooking, and coal and wood combustion for energy production.

Poluição da queima de cana e sintomas respiratórios em escolares de Monte Aprazível, SP

OBJETIVO: Estimar a prevalência de sintomas respiratórios e analisar fatores associados, bem como medidas de pico de fluxo expiratório em escolares. MÉTODOS: Estudo descritivo transversal com escolares de dez a 14 anos de Monte Aprazível, SP. Foram aplicados questionários sobre sintomas de asma e de rinite do protocolo International Study of Asthma and Allergies in Childhood, questões sociodemográficas, fatores predisponentes e antecedentes pessoais e familiares. Foram realizadas medidas repetidas do pico de fluxo expiratório nas crianças e dos níveis de concentração de material particulado (MP2,5) e de black carbon. RESULTADOS: A prevalência de sintomas de asma foi de 11% e de 33,2% de rinite; 10,6% apresentaram mais de quatro crises de sibilos nos últimos 12 meses. Antecedentes familiares para bronquite e rinite associaram-se à presença de asma (p = 0,002 e p < 0,001) e de rinite atuais (p < 0,001 e p < 0,001, respectivamente). Para rinite, houve associação com presença de mofo ou rachadura na casa (p = 0,009). Houve maior freqüência de rinite nos meses de junho a outubro, período de safra da cana de açúcar. Prevalência diária de pico de fluxo expiratório abaixo de 20% da mediana de medidas na criança foi maior em dias com maior concentração de MP2,5. CONCLUSÕES: A prevalência de sintomas de asma está abaixo e a de rinite está acima da média nacional. Ainda que dentro dos níveis aceitáveis, a poluição nos períodos de queima da palha da cana-de-açúcar pode contribuir para a exacerbação de episódios de asma e de rinite.

Queimadas de cana-de-açúcar: Avaliação de efeitos na qualidade do ar e na saúde respiratória de crianças

Pesquisa em Espírito Santo do Turvo (SP) analisou poluição atmosférica causada por queima de cana-de-açúcar e saúde respiratória de crianças. Realizaram-se medições de PM10, PTS e NO2, durante safra, em 2004 e 2005, em pátio de escola, e aplicou-se questionário para avaliar morbidade respiratória referida dos alunos. No município, há cultivo de cana, queimada no pré-corte e usina próxima à área urbana. Resultados dos questionários foram comparados àqueles obtidos em Juquitiba (SP) previamente. As medições de poluentes, realizadas em dias em que havia queima de cana, estiveram abaixo dos padrões de qualidade do ar. Entretanto, foram indicadas altas prevalências de sintomas e doenças respiratórias.