Poluição do ar: Doenças respiratórias e cardiovasculares. Caso da Região da Grande Tijuca - RJ.

A poluição do ar é um problema de saúde pública nas grandes cidades, no Brasil e no mundo. As principais fontes de contaminação são as emissões dos veículos automotores, indústrias, usinas de energia, e as atividades humanas em geral, como a agricultura. Os objetivos deste estudo foram investigar as associações de curto prazo entre os níveis de material particulado (PM10) e internações de crianças e idosos, devido a problemas respiratórios ou cardiovasculares em uma região ao leste do Rio de Janeiro cidade, conhecida como Grande Tijuca. Uma associação entre PM10 e os resultados obtidos sobre a população sensível foi encontrada na área de estudo.

Avaliação de emissões fugitivas de biogás na camada de cobertura do aterro sanitário da CTR de Nova Iguaçu e do Lixão de Seropédica, Rio de Janeiro.

No Brasil, se espera ter até 2014, de acordo com o prazo da Política Nacional de Resíduos Sólidos, todos os lixões erradicados e os resíduos sólidos urbanos gerados depositados em aterros sanitários. Atualmente, os projetos de aterros sanitários dão oportunidade para um nicho de mercado, o da fonte de geração de energia. Um parâmetro de controle da poluição do ar causada pelos aterros sanitários são as chamadas camadas de cobertura. Nesse contexto, é de fundamental importância o estudo de camadas de cobertura de resíduos por ser um importante elemento de projeto para evitar ou minimizar a poluição do ar devido aos gases gerados em aterros sanitários de resíduos sólidos, já que é o elo existente entre o ambiente interno dos resíduos e a atmosfera. A presente pesquisa aborda o comportamento dos gases em relação à camada de cobertura existentes na CTR de Nova Iguaçu e no Lixão remediado de Seropédica. Foram realizados ensaios de Placa de Fluxo, medição de pressão e concentração dos gases no contato solo-resíduo e emissões dos gases pelos drenos, além das análises de solo in situ e em laboratório. Os ensaios foram realizados de outubro a novembro de 2012. Os resultados indicaram uma inexistência de fluxo de gases pela camada de cobertura, que possui 1,10 m de espessura, do lixão de Seropédica, sendo encontrado apenas fluxo nos drenos. Na CTR Nova Iguaçu, foi verificada que praticamente a inexistência de fluxo de gases com o sistema de gás ligado, mesmo possuindo uma camada de cobertura de 0,8 m.

Avaliação da configuração espacial das bacias aéreas da Região Metropolitana do Rio de Janeiro.

O dimensionamento de uma rede de monitoramento e controle da qualidade do ar requer o conhecimento da área onde os poluentes atmosféricos, emitidos por fontes fixas e móveis, tendem a se concentrar e os seus fenômenos de dispersão. A definição das áreas de monitoramento da poluição atmosférica na Região Metropolitana do Rio de Janeiro é um tema discutido desde o início dos anos 80 quando foram estabelecidas as bacias aéreas a partir de cartas topográficas. Este projeto consiste em pesquisa aplicada ao estabelecimento da configuração espacial e mapeamento das bacias aéreas a partir de dados digitais. Tal esforço é justificado em função do alcance dos beneficiados diretamente e à sociedade em geral, a partir do conhecimento das condições da qualidade do ar e seu comportamento ao longo do tempo. O estudo realizado se concentra na Região Metropolitana do Rio de Janeiro, com base em dados necessários para a avaliação da dinâmica das massas de ar na área de estudo e suas características para definição das novas bacias aéreas com suporte de um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Apoiado nos dados cartográficos digitais e nos dados cadastrais das estações de monitoramento, foi projetado e implementado um SIG, em atendimento aos requisitos de mapeamento digital das bacias aéreas, da distribuição espacial das estações de monitoramento da qualidade do ar, das principais fontes de emissão de poluentes e das principais vias de circulação veicular, onde foram identificadas e mapeadas regiões com características semelhantes para diversos cenários com uso potencial do SIG. Foi criado um banco de dados georeferenciado, previamente modelado oferecendo consultas espaciais destinadas às necessidades de gestão ambiental. Com a utilização do SIG, foram identificadas áreas com deficiência no monitoramento, áreas críticas de poluição atmosférica e propostas as novas bacias aéreas delimitadas a partir dos dados digitais. O SIG se mostrou uma ferramenta eficiente para a gestão ambiental da qualidade do ar na RMRJ, pois permitiu em ambiente de escritório a representação dos elementos necessários para a avaliação da configuração espacial das bacias aéreas e proporcionou uma visualização dinâmica da distribuição espacial das estações de monitoramento nas bacias aéreas propostas.

Biofiltração de compostos orgânicos voláteis e gás sulfídrico em estações de despejos industriais de processamento de hidrocarbonetos.

Neste trabalho foi estudado o tratamento simultâneo por biofiltração de emissões de compostos orgânicos voláteis, COV e gás sulfídrico, H2S, em estações de tratamento de despejos industriais, de refinaria de petróleo, ETDI. A biofiltração dos gases emanados da EDTI mostrou ser uma técnica de alta eficiência, atingindo valores de 95 a 99 % para tratamento simultâneo de COV e H2S em concentrações de 1000 e 100 ppmv, respectivamente. Foram realizados testes em 95 dias consecutivos de operação, em uma planta piloto instalada na Superintendência da Industrialização do Xisto, SIX, em São Mateus do Sul, Paraná, de março a agosto de 2006. O biofiltro foi do tipo fluxo ascendente, com 3,77 m3 de leito orgânico, composto de turfa, carvão ativado, lascas de madeira, serragem brita fina além de outros componentes menores. Foi realizada inoculação biológica com lodo filtrado de estação de tratamento de esgoto sanitário. As vazões de gás aplicadas variaram de 85 a 407 m3/h, resultando em taxas de carga de massa de 11,86 a 193,03 g de COV/h.m3 de leito e tempos de residência de 24 segundos a 6,5 minutos, com tempo ótimo de 1,6 minutos. A capacidade máxima de remoção do sistema encontrada, nas condições testadas, foi de 15 g de COV/h. m3, compatível com os valores encontrados na literatura para depuração biológica de COV na escala praticada. Também foi verificada a redução de componentes específicos de BTX, demonstrando boa degradabilidade dos compostos orgânicos. Finalmente o biofiltro demonstrou boa robustez biológica diante dos desvios operacionais intencionalmente provocados, tais como falta de umidade do leito, baixa temperatura, alta vazão, falta de carga de COV e baixo pH do leito. Depois de retomada a condição de operação estável, a biofiltração rapidamente atingiu o estado de equilíbrio, assegurando o uso eficiente e confiável da técnica no tratamento de gases de EDTI na indústria do hidrocarbonetos ou em refinarias de petróleo.

Temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas no município do Rio de Janeiro.

Os efeitos das temperaturas elevadas na saúde humana representam um problema de grande magnitude na saúde pública. A temperatura atmosférica e a poluição do ar são fatores de risco para as doenças crônicas não transmissíveis, em particular as doenças isquêmicas do coração. O estudo teve como objetivo analisar a associação entre a temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas isquêmicas no município do Rio de Janeiro entre os anos de 2009 e 2013. Utilizaram-se modelos de séries temporais, via modelos aditivos generalizados, em regressão de Poisson, para testar a hipótese de associação. Como variáveis de controle de confusão foram utilizadas as concentrações de poluentes atmosféricos (ozônio e material particulado) e umidade relativa o ar; utilizou-se método de defasagem simples e distribuída para avaliar o impacto da variação de 1oC nas internações hospitalares diárias. No modelo de defasagem simples foram encontradas associações estatisticamente significativas para as internações por DIC no dia concorrente a exposição ao calor, tanto para a temperatura média quanto para a máxima. No modelo de defasagem distribuída polinomial, essa associação foi observada com 1 e 2 dias de defasagem e no efeito acumulado tanto para a temperatura média quanto para a máxima. Ao estratificarmos por faixa etária, as associações para as internações por DIC e exposição ao calor não foram estatisticamente significativas no modelo de defasagem simples para as temperaturas média e máxima. Em contrapartida, no modelo de defasagem distribuída polinomial, a correlação entre internações por DIC e exposição ao calor foi observada na faixa de 30 a 60 anos no efeito acumulado para a temperatura média; e com defasagem de 1 e 2 dias para 60 anos ou mais de idade para a temperatura média. Estes resultados sugerem associação positiva entre as internações hospitalares por doença cardíaca isquêmica e temperatura na cidade do Rio de Janeiro. Os resultados do presente estudo fornecem informações para o planejamento de investimentos de áreas urbanas climatizadas e para a preparação dos hospitais para receber emergências relacionadas aos efeitos de calor que é uma das consequências mais importantes das mudanças climáticas.

木本植物对大气污染指示与监测作用研究

本文研究了木本植物的不同部位即叶片、枝条和树皮以及植物的生理指标如气孔阻力对大气S02、TSP和重金属污染的指示和监测作用，并用树木年轮指示大气污染的历史和程度。结果认为： 承德市大气污染自1703年城市化以来开始出现，但达到严重污染水平则出现在本世纪50年代以来尤其是最近10-20年城市化与工业化的加剧，主要污染物以S02为主，从避暑山庄修建前的<0.1μg m-3达到目前的30μg m-3，重金属污染Fe自1927-45大庙铁矿开采后出现，Mn、Ni、Pb等出现在工业化以来的最近40-50年中，上述污染物含量在木质部年轮中明显升高，如S增加了10倍以上，Pb增加了560% (P<0.00l)。 不同城市功能区树皮pH和气孔阻力不同，主要与大气中的S02和TSP有关，据此可监测大气S02和TSP污染。前者以榆树、加拿大杨、垂柳和国槐最佳，相关系数分别可达-0.8384 (P<0.0l)，-0.7447、-0.6904和-0.6552 (P<0.05);后者则以白腊和旱柳下表皮最好，相关系数达0.9968和0.9951 (P<0.00l)。在扫描电镜下发现气孔受大气TSP影响出现不同程度的堵塞现象，主要有2种途径，小型颗粒物(<5μm)进入气孔腔，大型颗粒物(>30μm)可将气孔封盖。 植物不同器官部位污染物含量以树皮为最高，其次是枝条或叶，因而适宜的指示或监测部位是叶或枝条。主分量分析认为：承德市大气污染物以S为主，重金属Fe、Zn、Mn也有一定的贡献，Pb仅出现在繁忙道路区。不同季节污染物含量变化以休眠期最高，生长初期次之，生长旺盛期最低，如S和Pb分别从0.75 mg g-1和0.7 mg g-1上升到1.5 mg g-1和2.0 mg g-1(P<0.001)。植物不同季节污染物含量的变化反应了大气污染物季节变化特点，因而可以指示或监测大气污染尤其是S02污染。其中刺槐多部位复相关模型监测效果最佳，复相关系数可达0.987;某些植物单一部位的监测作用也较好，叶以珍珠梅最佳，相关系数为0.8695 (P<0.001)，枝以油松、珍珠梅、垂柳为好(r≥0.8，P <0.001)，树皮以刺槐为佳，r=0.8615 (P<0.0l)。植物不同部位的污染物含量还可用来评价大气环境质量，其中复合污染指数可以 评价总的大气环境质量，S污染指数和重金属污染指数可以评价S02、重金属和TSP污染，与直接利用污染物浓度法基本一致。油松不同部位对于大气S02的指示作用可表现为年轮对大气污染历史的指示或监测，针叶对现状S02污染的预测，并利用针叶对于S02的监测结果，绘制了大气S02污染分布图。 总之，本文利用古松年轮和现状城市植物的枝条、叶和树皮中的污染物含量以及树皮酸度等不同方面的指标，对承德市大气污染的历史和现状进行了指示与监测，即承德市大气污染从过去到现在均以S02为主，植物不同部位可以非常有效地进行大气S02污染的监测与评价，其中多部位的复相关模型预测效果极佳。另外，由植物监测而绘制的大气S02分布图，较准确地揭示了承德市大气S02现状分布规律。

Interactions between building integrated photovoltaics and microclimate in urban environments

BIPV (building integrated photovoltaics) has progressed in the past years and become an element to be considered in city planning. BIPV has significant influence on microclimate in urban environments and the performance of BIPV is also affected by urban climate. The thermal model and electrical performance model of ventilated BIPV are combined to predict PV temperature and PV power output in Tianjin, China. Then, by using dynamic building energy model, the building cooling load for installing BIPV is calculated. A multi-layer model AUSSSM of urban canopy layer is used to assess the effect of BIPV on the Urban Heat Island (UHI). The simulation results show that in comparison with the conventional roof, the total building cooling load with ventilation PV roof may be decreased by 10%. The UHI effect after using BIPV relies on the surface absorptivity of original building. In this case, the daily total PV electricity output in urban areas may be reduced by 13% compared with the suburban areas due to UHI and solar radiation attenuation because of urban air pollution. The calculation results reveal that it is necessary to pay attention to and further analyze interactions between BIPV and microdimate in urban environments to decrease urban pollution, improve BIPV performance and reduce cooling load. Copyright © 2006 by ASME.

Effect of urban climate on building integrated photovoltaics performance

It is generally recognized that BIPV (building integrated photovoltaics) has the potential to become a major source of renewable energy in the urban environment. The actual output of a PV module in the field is a function of orientation, total irradiance, spectral irradiance, wind speed, air temperature, soiling and various system-related losses. In urban areas, the attenuation of solar radiation due to air pollution is obvious, and the solar spectral content subsequently changes. The urban air temperature is higher than that in the surrounding countryside, and the wind speed in urban areas is usually less than that in rural areas. Three different models of PV power are used to investigate the effect of urban climate on PV performance. The results show that the dimming of solar radiation in the urban environment is the main reason for the decrease of PV module output using the climatic data of urban and rural sites in Mexico City for year 2003. The urban PV conversion efficiency is higher than that of the rural PV system because the PV module temperature in the urban areas is slightly lower than that in the rural areas in the case. The DC power output of PV seems to be underestimated if the spectral response of PV in the urban environment is not taken into account based on the urban hourly meteorological data of Sao Paulo for year 2004. © 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Interactions between Building Integrated Photovoltaics and microclimate in urban environments

BIPV(Building Integrated Photovoltaics) has progressed in the past years and become an element to be considered in city planning. BIPV has influence on microclimate in urban environments and the performance of BIPV is also affected by urban climate. The effect of BIPV on urban microclimate can be summarized under the following four aspects. The change of absorptivity and emissivity from original building surface to PV will change urban radiation balance. After installation of PV, building cooling load will be reduced because of PV shading effect, so urban anthropogenic heat also decreases to some extent. Because PV can reduce carbon dioxide emissions which is one of the reasons for urban heat island, BIPV is useful to mitigate this phenomena. The anthropogenic heat will alter after using BIPV, because partial replacement of fossil fuel means to change sensible heat from fossil fuel to solar energy. Different urban microclimate may have various effects on BIPV performance that can be analyzed from two perspectives. Firstly, BIPV performance may decline with the increase of air temperature in densely built areas because many factors in urban areas cause higher temperature than that of the surrounding countryside. Secondly, the change of solar irradiance at the ground level under urban air pollution will lead to the variation of BIPV performance because total solar irradiance usually is reduced and each solar cell has a different spectral response characteristic. The thermal model and performance model of ventilated BIPV according to actual meteorologic data in Tianjin(China) are combined to predict PV temperature and power output in the city of Tianjin. Then, using dynamic building energy model, cooling load is calculated after BIPV installation. The calculation made based in Tianjin shows that it is necessary to pay attention to and further analyze interaction between them to decrease urban pollution, improve BIPV Performance and reduce colling load. Copyright © 2005 by ASME.

A global assessment of manufacturing: Economic development, energy use, carbon emissions, and the potential for energy efficiency and materials recycling

We present in two parts an assessment of global manufacturing. In the first part, we review economic development, pollution, and carbon emissions from a country perspective, tracking the rise of China and other developing countries. The results show not only a rise in the economic fortunes of the newly industrializing nations, but also a significant rise in global pollution, particularly air pollution and CO2 emissions largely from coal use, which alter and even reverse previous global trends. In the second part, we change perspective and quantitatively evaluate two important technical strategies to reduce pollution and carbon emissions: energy efficiency and materials recycling. We subdivide the manufacturing sector on the basis of the five major subsectors that dominate energy use and carbon emissions: (a) iron and steel, (b) cement, (c) plastics, (d) paper, and (e) aluminum. The analysis identifies technical constraints on these strategies, but by combined and aggressive action, industry should be able to balance increases in demand with these technical improvements. The result would be high but relatively flat energy use and carbon emissions. The review closes by demonstrating the consequences of extrapolating trends in production and carbon emissions and suggesting two options for further environmental improvements, materials efficiency, and demand reduction. © 2013 by Annual Reviews. All rights reserved.

Sustainability: A new imperative in contaminated land remediation

Land is not only a critical component of the earth's life support system, but also a precious resource and an important factor of production in economic systems. However, historical industrial operations have resulted in large areas of contaminated land that are only slowly being remediated. In recent years, sustainability has drawn increasing attention in the environmental remediation field. In Europe, there has been a movement towards sustainable land management; and in the US, there is an urge for green remediation. Based on a questionnaire survey and a review of existing theories and empirical evidence, this paper suggests the expanding emphasis on sustainable remediation is driven by three general factors: (1) increased recognition of secondary environmental impacts (e.g., life-cycle greenhouse gas emissions, air pollution, energy consumption, and waste production) from remediation operations, (2) stakeholders' demand for economically sustainable brownfield remediation and "green" practices, and (3) institutional pressures (e.g., social norm and public policy) that promote sustainable practices (e.g., renewable energy, green building, and waste recycling). This paper further argues that the rise of the "sustainable remediation" concept represents a critical intervention point from where the remediation field will be reshaped and new norms and standards will be established for practitioners to follow in future years. This paper presents a holistic view of sustainability considerations in remediation, and an integrated framework for sustainability assessment and decision making. The paper concludes that "sustainability" is becoming a new imperative in the environmental remediation field, with important implications for regulators, liability owners, consultants, contractors, and technology vendors. © 2014 Elsevier Ltd.