Avaliação da poluição atmosférica na área do distrito industrial de Maracanaú (CE), Brasil

Assessment of air pollution in the industrial area of the Maracanau district in Ceara state, Brazil

RESUMO

A intensificação das atividades industriais e o aumento das emissões veiculares têm contribuído significantemente para o aumento da poluição atmosférica nos centros urbanos. Neste trabalho, avaliou-se a qualidade do ar na área do distrito industrial de Maracanaú, no estado do Ceará, importante área industrial da Região Nordeste do Brasil. As amostragens foram realizadas durante o período de novembro de 2015 a abril de 2016, totalizando 30 coletas com duração de 24 h cada. Realizaram-se coletas para poluentes, como o material particulado total (PTS) e inalável (MP₁₀), NO₂, SO₂, O₃ e metais pesados (Sb, Cd, Pb, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn) associados ao PTS e ao MP₁₀. O O₃ foi determinado por absorção no ultravioleta (254 nm), e estimaram-se as concentrações dos metais por espectroscopia de absorção atômica. Os valores médios observados para os poluentes foram de: 51,3 µg/m³ de PTS; 46,1 µg/m³ de MP₁₀; 8,9 µg/m³ de SO₂; 8,3 µg/m³ de NO₂; 38,5 µg/m³ para O₃ em 8 horas e 48,4 µg/m³ para O₃ em 1 hora. Para os metais, o Fe (14,9 µg/m³) foi o mais abundante em ambos os particulados. Todos os parâmetros encontram-se em conformidade com os valores estabelecidos pela legislação brasileira, e somente o MP₁₀ apresentou em 16,7% das amostras concentrações acima (média de 74,5 µg/m³) do recomendado pela Organização Mundial da Saúde. Em geral, a qualidade do ar na área industrial em estudo pode ser considerada boa, segundo os valores de índice de qualidade do ar (IQAr) recomendado pela agência de proteção ambiental americana.

Palavras-chave:
qualidade do ar; área industrial; material particulado; gases inorgânicos; metais pesados

ABSTRACT

The intensification of industrial activities and the increase in vehicular emissions have contributed significantly to the increase in atmospheric pollution in urban centers. In this context, the present study aimed to monitor the air quality in the area of Maracanaú Industrial District, in the state of Ceará, an important industrial area in northeastern region of Brazil. Samples were collected during 24 h from November 2015 to April 2016 for pollutants such as total suspended (TSP) and inhalable particle materials (PM₁₀), NO₂, SO₂, O₃ and heavy metals (Sb, Cd, Pb, Cu, Fe, Mn, Ni, and Zn) associated with TSP and PM₁₀. Ozone (O₃) was determined by ultraviolet absorption (254 nm) and the concentration of heavy metals were estimated by atomic absorption spectroscopy. The mean values observed for the pollutant concentrations were: 51.3 μg/m³ for TSP; 46.1 μg/m³ for PM₁₀; 8.9 μg/m³ for SO₂; 8.3 μg/m³ for NO₂; 38.5 μg/m³ for O₃ in 8 hours and 48.4 μg/m³ for O₃ in 1 hour. Among metals, Fe (14.9 µg/m³) was the most abundant species in both particulates. All the parameters analyzed are in accordance with the values established by the Brazilian legislation and only PM₁₀ are above the recommended by the World Health Organization in 16.7 % of the samples (mean 74.5 μg/m³). In general, the air quality in the industrial area under study can be considered good, according to the estimates of the air quality index (AQI) recommended by the US Environmental Protection Agency.

Keywords:
air quality; industrial area; particulate matter; inorganic gases; heavy metals

INTRODUÇÃO

A qualidade do ar é uma questão ambiental e social complexa que inclui fatores como parâmetros meteorológicos, clima, condições socioeconômicas e principalmente fontes antropogênicas de emissões (EEA, 2016; ZHAO et al., 2016).

Todos os dias, a população é exposta a poluentes atmosféricos, os quais, em concentrações excessivas na atmosfera, têm acarretado muitos danos à saúde humana. Associa-se a poluição do ar a males como asma, doença pulmonar obstrutiva crônica, doenças cardíacas e neurológicas, disfunções endócrinas, câncer, além de mortes intrauterinas e prematuras (HIRABAYASHI; NOWAK, 2016; HEINRICH; SCHIKOWSKI, 2018).

Nesses termos, a poluição do ar tornou-se caso de saúde pública, o que aumenta a necessidade de estudos acerca dos principais poluentes e de ações para reduzir essas emissões, trazendo melhorias para as qualidades do ar e de vida da população (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB, 2013; GHOZIKALI et al., 2016; WHO, 2014).

De acordo com Lu et al. (2016), o desenvolvimento econômico baseado na industrialização e no incentivo à aquisição de automóveis tem agravado seriamente a qualidade do ar. As fontes fixas ainda têm grande responsabilidade nas emissões de dióxido de enxofre (SO₂), dióxido de nitrogênio (NO₂) e compostos orgânicos voláteis (SAKAMOTO et al., 2018; SHAO et al., 2016).

No estado do Ceará, pela descentralização industrial da zona oeste da cidade e pela busca por novos espaços para o desenvolvimento industrial, criou-se, na região metropolitana de Fortaleza (RMF), o distrito industrial de Maracanaú, responsável por um produto interno bruto (PIB) de 46,8%, maior que o da capital, que é de 19% (IPECE, 2016; MUNIZ, 2015).

Tanto na capital Fortaleza quanto na sua região metropolitana, onde está instalada a maioria das indústrias do estado, o monitoramento da qualidade do ar pelos órgãos públicos praticamente inexiste. As estações que faziam a medição da qualidade do ar nesses locais foram desativadas em 2001 (SILVA, 2010).

Silva (2010) relatou que a qualidade do ar no distrito industrial de Maracanaú, entre os anos de 1993 e 2000, para os particulados totais em suspensão (PTS) e para o SO₂, foi, respectivamente, boa e regular, conforme o índice de qualidade do ar (IQAr) da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA). Atualmente, mesmo após 18 anos de desenvolvimento industrial, a qualidade do ar do distrito é desconhecida.

Ante esse cenário, este trabalho tem como objetivo realizar o monitoramento atmosférico dos parâmetros de PTS, materiais particulados inaláveis (MP₁₀), SO₂, NO₂ e ozônio (O₃) e metais pesados (Sb, Cd, Pb, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn) associados ao material particulado na área do distrito industrial do município de Maracanaú (CE).

METODOLOGIA

Área de estudo

O município de Maracanaú localiza-se no estado do Ceará, na RMF e a 24 km de Fortaleza. Maracanaú tem população de 209.057 habitantes e uma área de 107 km², com um PIB de R$ 6.259.288.000, sendo 46,81% provenientes do setor industrial, 53,10% do setor de serviços e 0,09% do setor agrícola. Entre os municípios da RMF, Maracanaú destaca-se por ser um dos mais ativos economicamente, com 1.981 indústrias em pleno funcionamento e com atuação em vários setores industriais, como têxtil, metal-mecânico, papel e papelão, construção, material elétrico, químico etc. (IPECE, 2016).

A amostragem foi realizada na estação de monitoramento fixa (EMF) do Instituto Federal do Ceará, localizado na Avenida Parque Central, no Distrito Industrial I, com coordenadas geográficas de: 3º52'20"S e 38º36'40"W. A EMF encontra-se localizada a aproximadamente 200 m de distância da área residencial do bairro Conjunto Timbó e 500 m de distância de indústrias de metalurgia, tecido, alimento, papel e papelão e de produtos químicos para o setor agrícola. Além disso, a área de amostragem é circundada por avenidas que servem de percurso para ônibus metropolitanos e caminhões de carga que transportam matérias-primas e produtos das (e para as) indústrias locais. Segundo o Denatran (2018), a frota de Maracanaú é estimada em 70.989 automóveis, sendo 32.610 veículos, 2.316 caminhões e 450 ônibus. A Figura 1 apresenta a localização do município de Maracanaú.

Figura 1 -
Localização do município de Maracanaú no estado do Ceará, Brasil.

Amostragem e análise dos poluentes

O monitoramento da qualidade do ar foi realizado de acordo com a legislação brasileira vigente, representada pela Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 003/1990 (BRASIL, 1990). Na EMF, efetuaram-se amostragens do ar durante seis meses (novembro/2015 a abril/2016) com uma frequência amostral de seis dias entre elas, visando contemplar todos os dias da semana. Cada coleta teve duração de 24 horas, totalizando 30 campanhas, sendo observado um valor de 5 campanhas a cada mês. Notadamente, novembro e dezembro correspondem a meses da estação seca, e janeiro a abril encontram-se na estação chuvosa, o que caracteriza o clima tropical semiárido do nordeste do Brasil.

Os parâmetros meteorológicos (temperatura, pressão, umidade relativa, precipitação pluviométrica, direção e velocidade dos ventos) foram medidos por uma estação meteorológica Davis Vantage Vue Wireless K6250.

Nas campanhas, monitoraram-se os parâmetros meteorológicos, os PTS e os MP₁₀ em 24 h, o O₃ em amostragens de 1 h e de 8 h, o SO₂ e o NO₂ em 24 h e os metais pesados associados aos particulados.

Na amostragem do MP₁₀, utilizou-se o amostrador de grande volume Hivol HVS 3000 da Empresa Ecotech, conforme a Norma Brasileira (NBR) 13.412/1995, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 1995). Para o PTS, utilizou-se um amostrador Amotox da Empresa Energética, conforme NBR 9.547/1997, da ABNT (1997).

Os gases inorgânicos representados pelo SO₂ e NO₂ foram coletados com um amostrador de pequeno volume (Trigás) da Energética^®. Para a determinação do SO₂, empregou-se o método da pararrosanilina, de acordo com USEPA EQS-0775-002/1975 (USEPA, 1975) e NBR 9.546/1986 (ABNT, 1986). Para a determinação do NO₂, utilizou-se o método do arsenito de sódio, conforme USEPA - nº EQN-1277-026 (USEPA, 1977). Para a determinação de O₃, usou-se um analisador contínuo de ozônio modelo 202 da 2B Technologies, caracterizado como método equivalente pela EPA (FEM EQOA-0410-190).

Para determinação dos metais, fez-se inicialmente a digestão ácida (HCl + HF + HNO₃) do material particulado (PTS e MP₁₀) utilizando o sistema digestor por micro-ondas Ethos One da Milestone. A análise foi realizada em um espectrofotômetro de absorção atômica iCE 3000 da Thermo Scientific. Determinaram-se as concentrações pelas curvas de calibração de cada espécie usando padrões analíticos de cada metal. Os limites de detecção para cada metal foram de: 0,70 mg/L para o Sb; 0,15 mg/L para o Cd; 0,69 mg/L para o Pb; 0,13 mg/L para o Cu; 0,83 mg/L para o Fe; 0,08 mg/L para o Mn; 0,91 mg/L para o Ni e 0,08 mg/L para o Zn, com coeficientes de correlação (R²) acima de 0,995.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Dados meteorológicos

As Figuras 2 e 3 mostram, respectivamente, os dados de precipitação acumulada e o conjunto de dados meteorológicos coletados durante o estudo.

Figura 2 -
Avaliação da precipitação acumulada nos meses de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Figura 3 -
Avaliação das variáveis meteorológicas (médias) analisadas nos meses de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Os processos de deposição dos poluentes são mecanismos importantes para retirada dos poluentes da atmosfera, a precipitação e a umidade contribuem significativamente para esses processos. A precipitação contribui para o processo de deposição úmida dos poluentes, por meio do arraste das partículas da atmosfera para a superfície terrestre (GUO et al., 2014).

Na Figura 2, observa-se que a precipitação pluviométrica foi consideravelmente baixa durante os meses de novembro (14,4 mm) e dezembro (27,9 mm), correspondentes à estação seca. De janeiro a abril, obtiveram-se os maiores níveis pluviométricos, com o mês de abril apresentando a maior precipitação acumulada (201,7 mm). Em Maracanaú, a precipitação total em abril foi de 369 mm, conforme relatado pela Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME, 2016).

De acordo com a Figura 3A, os valores médios de umidade relativa variaram entre 63,2 e 95,8%, mostrando tendência à elevação entre os meses de janeiro e abril de 2016, que correspondem ao período de pré-estação chuvosa (janeiro) e de estação chuvosa (fevereiro, março e abril) no estado do Ceará. A temperatura média observada durante as coletas, como pode ser visto na Figura 3B, variou entre 25,6 e 30,6ºC, com amplitude alta, assim como as variações diárias, que mostraram diferenças de até 12ºC em curtos períodos do dia, como o início e o fim da manhã.

Na Figura 3C, nota-se que a média das velocidades dos ventos se manteve baixa em todo o período, com médias mínima de 0,7 m/s e máxima de 3,2 m/s, sendo observados os maiores valores durante as três últimas coletas do mês de abril (2,8, 2,9 e 3,2 m/s), um dos principais meses da quadra chuvosa do estado. A precipitação média obtida por dia de coleta, conforme a Figura 3D, manteve-se baixa, com valores sempre abaixo de 1 mm.

As variáveis meteorológicas podem influenciar nos níveis de poluentes atmosféricos pelo seu transporte ou difusão, enquanto a temperatura pode influenciar nos processos fotoquímicos, facilitando a formação de poluentes secundários (MELKONYAN; KUTTLER, 2012).

Os ventos são os principais responsáveis pela dispersão dos poluentes, transportando-os a áreas próximas ou distantes da fonte emissora (UNAL et al., 2011). Em situações de calmaria, ocorre a estagnação do ar, gerando aumento nas concentrações dos poluentes; em casos de maiores velocidades de vento, pode haver redução nessas concentrações (FREITAS; SOLCI, 2009; JONES; HARRISON; BAKER, 2010).

A Figura 4 apresenta o perfil de velocidade e a direção dos ventos na EMF durante os meses de monitoramento.

Figura 4 -
Perfil de velocidade e direção dos ventos na estação de monitoramento fixa (EMF) durante os meses de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

A rosa dos ventos mostra uma maior frequência de ventos nas direções Leste e Sudeste, com aumento na frequência dos ventos na direção nordeste, que foi observado principalmente nos meses de abril e março. O município de Maracanaú não tem estação meteorológica fixa, há apenas um posto pluviométrico da FUNCEME. A inexistência desses dados impossibilita a comparação dos parâmetros meteorológicos encontrados neste estudo.

Concentração dos poluentes

As concentrações dos poluentes analisados no período de monitoramento estão apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1 -
Concentrações dos poluentes no período de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Poluentes	N	χ	Máximo	Mínimo	σ
PTS (µg/m3)	30	51,3	85,9	13,7	17,7
MP10 (µg/m3)	30	42,8	100,1	17,2	19,5
SO2 (µg/m3)	30	8,91	23,9	0,00	6,52
NO2 (µg/m3)	30	8,31	16,7	3,62	3,13
O3 (8 h) (µg/m3)	30	38,5	48,8	27,9	4,12
O3 (1 h) (µg/m3)	30	48,4	57,2	32,8	5,71

• N: número de amostras; χ: média; σ: desvio padrão.

Os resultados para as concentrações de PTS e a comparação com a legislação brasileira estão na Figura 5.

Figura 5 -
Concentrações médias de particulados totais em suspensão (PTS) (24 h) observadas nos meses de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Comparativamente, observa-se, para o período seco no Nordeste do Brasil (coletas 1 a 10), uma média de 64,6 µg/m³ para o PTS e, no período chuvoso (coletas 11 a 20), uma média de 44,7 µg/m³ de PTS, o que indica, mesmo sob baixa incidência de chuvas, um efeito de redução (~ 13%) da concentração desse poluente. As concentrações de PTS não ultrapassaram os limites estabelecidos pelos padrões primário (240 µg/m³) e secundário (150 µg/m³) da Resolução nº 003/1990 do CONAMA (BRASIL, 1990).

Na região metropolitana de São Paulo, que inclui áreas industriais e urbanas, no ano de 2017 não houve ultrapassagem nas amostragens de PTS para um período de 24 h (240 µg/m³) em nenhuma das 152 estações de monitoramento automáticas e manuais utilizadas pela CETESB. Na estação Cubatão-Vila Parisi, observaram-se 10 ultrapassagens do padrão diário, apresentando máximo de 371 µg/m³ (CETESB, 2018).

Comparando as concentrações médias obtidas por Silva (2010), de 1993 a 2000 (de 46,13 a 74,93 µg/m³), com a concentração média do município de Maracanaú (51,3 µg/m³), nota-se que, mesmo após quase 16 anos de crescimento das atividades industriais, a qualidade do ar da região em relação ao PTS não sofreu alterações significativas.

Ferreira Júnior (2016), em estudos realizados em São Gonçalo do Amarante na área do complexo industrial do Pecém (segundo distrito industrial do estado do Ceará), encontrou resultados similares aos observados neste estudo. Fang et al. (2014), em Taiwan, e Miranda (2011), em Salvador (BA, Brasil), depararam com valores acima dos obtidos neste monitoramento.

Para as partículas inaláveis (MP₁₀), poluente abrangido pelas legislações brasileira, americana e europeia, as concentrações observadas neste estudo variaram entre 17,2 e 100,0 µg/m³, com valor médio de 42,8 µg/m³. As concentrações do poluente ultrapassaram os limites adotados pela Organização Mundial da Saúde (WHO) e pela União Europeia em cinco coletas (entre 54,9 e 100,1 µg/m³, média das ultrapassagens de 74,5 µg/m³). Para as demais legislações, não se verificaram ultrapassagens, conforme Figura 6.

Figura 6 -
Concentrações médias de MP₁₀ (24 h) observadas nos meses de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Na comparação entre a média do período chuvoso (coletas 11 a 20) e a média global, houve redução de 14%, o que demonstra a importância dos processos de deposição úmida para a diminuição dos particulados atmosféricos.

Na região metropolitana do Rio de Janeiro, no ano de 2015, nas 11 estações de monitoramento da qualidade do ar, apresentou-se concentração máxima de 143 µg/m³ e mínima de 54 µg/m³ de MP₁₀. Não houve ultrapassagem da concentração média diária de 150 µg/m³ desse particulado (INEA, 2016).

Médias mensais determinadas por Carvalho et al. (2015) para as concentrações de MP₁₀ durante os anos de 1996 a 2009 na região metropolitana de São Paulo mostraram valores entre 35 e 45 µg/m³, para os meses de janeiro a abril. As médias encontradas por esses autores aproximaram-se das médias mensais deste trabalho.

Estudos realizados em regiões industriais da China e da Índia apresentaram, respectivamente, para o MP₁₀, concentrações médias de 136,2 e 169,91 µg/m³ (HU et al., 2014; PIPAL; SATSANGI, 2015). Os valores encontrados foram consideravelmente mais elevados em relação aos deste estudo, o que reafirma a importância da constante avaliação dos particulados em áreas industriais.

Para a avaliação do SO₂ em coletas de 24 h, com exceção da coleta 22 (23,9 µg/m³), que ultrapassou o limite de 20 µg/m³ estabelecido pela WHO para coletas de 24 h, todas as demais coletas permaneceram nos limites indicados pelas legislações usadas como parâmetro para esse poluente, conforme a Figura 7.

Figura 7 -
Concentrações de SO₂ (24 h) no período de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Segundo os dados do relatório 2018 da CETESB, no ano de 2017 na região metropolitana de São Paulo, as concentrações médias de SO₂ não ultrapassaram os valores indicados pelas legislações de São Paulo (60 µg/m³) e do CONAMA 03/1990 (365 µg/m³), observando-se uma concentração máxima de 19 µg/m³ e mínima de 4 µg/m³.

Na região metropolitana do Rio de Janeiro no ano de 2015, as concentrações não ultrapassaram os valores estabelecidos pela legislação nacional, observando-se a maior concentração (86 µg/m³) no município de Duque de Caxias, que sofre influência das fontes emissoras industriais ligadas ao polo petroquímico de Campos Elíseos e ao tráfego de veículos pesados movidos a diesel na Rodovia Washington Luiz (INEA, 2016).

O NO₂, assim como os demais gases, foi medido durante 24 h, porém os valores de referência vigentes nas legislações brasileira, americana e europeia, assim como os padrões indicados pela WHO, consideram períodos de 1 h ou anual, o que impossibilita a comparação dos resultados para esse poluente. Na Índia, contudo, o padrão de qualidade do ar para o NO₂ é referenciado para coletas de 24 h. Neste estudo, houve uma variação entre 3,6-16,7 µg/m³ para o NO₂, verificando-se que em nenhuma das coletas a concentração do poluente chegou a ultrapassar o valor indicado (80 µg/m³) pela legislação indiana, conforme a Figura 8.

Figura 8 -
Concentrações de NO₂ (24 h) no período de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Silva (2010) apresentou os dados de SO₂ obtidos pela Superintendência Estadual do Meio Ambiente (SEMACE) nos anos de 1993 a 2000 no município de Maracanaú e encontrou concentrações mais elevadas que as obtidas neste trabalho. O autor relatou médias geométricas anuais em 1999 de 16,3 µg/m³ e em 1996 de 98,9 µg/m³. Neste estudo, obteve-se média geométrica semestral de 8,6 µg/m³. Portanto, com o passar dos anos, as concentrações de SO₂ em Maracanaú vêm diminuindo. Esse fato pode estar relacionado às novas tecnologias aplicadas aos combustíveis e aos sistemas de filtração das chaminés industriais.

Sheng e Tang (2016) realizaram um estudo na área industrial e urbana de Pequim para avaliar as concentrações de SO₂ e NO₂ na atmosfera local e relataram valores de SO₂ entre 30-120 µg/m³ e de NO₂ entre 36-75 µg/m³, ambos superiores aos observados neste trabalho.

Na cidade de São Gonçalo do Amarante, segundo parque industrial do estado do Ceará, Ferreira Júnior (2016) analisou as concentrações médias para os gases SO₂ e NO₂ e encontrou, para o SO₂, valores similares ao deste estudo (6,87-28,1 µg/m³), enquanto as concentrações para o NO₂ se mostraram abaixo do limite de detecção do método. Estudos realizados no Brasil e em outros países para determinar SO₂ e NO₂ em áreas industriais mostraram concentrações relativamente acima das encontradas neste trabalho (ARAÚJO, 2011; BEHERA et al., 2015; CETESB, 2015; CIVAN et al., 2015; LUVSAN et al., 2012).

As concentrações máximas de O₃ (1 h) e médias de O₃ (8 h) comparadas a diversos padrões nacionais (CONAMA, CETESB) e internacionais (USEPA, EEA, WHO) estão apresentadas na Figura 9.

Figura 9 -
Concentrações de O₃ 1 h (máxima) e 8 h (média) no período de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Para o O₃, a concentração média observada para períodos de 8 h (9 às 16 h) foi de 38,5 µg/m³, com valores máximo de 48,8 µg/m³ e mínimo de 27,9 µg/m³. Já para as coletas de 1 h, os valores máximo e mínimo de concentração foram de 57,2 e 32,8 µg/m³, respectivamente, com média de 48,4 µg/m³. As concentrações obtidas neste estudo, tanto para períodos de 1 h quanto de 8 h, foram baixas, permanecendo em conformidade com a legislação nacional vigente, bem como com as demais legislações internacionais comparadas.

Os valores obtidos mostram que o O₃ mantém um perfil estável, porém com um leve aumento na concentração nos horários entre 8 e 17 h. Segundo Tyagi et al. (2016), esse crescimento gradual das concentrações de O₃ nos inícios da manhã podem ser atribuídos ao aumento da radiação solar, como observado em Deli (Índia), onde a maior concentração de O₃ ocorria por volta das 15 h (51,7 ppb) e, após esse horário, decrescia e se mantinha baixa durante toda noite pela falta de luz solar.

Demais estudos realizados em áreas industriais no Brasil e na Turquia apresentaram valores médios maiores do que os encontrados neste trabalho (CIVAN et al., 2015; FERREIRA JÚNIOR, 2016). As concentrações dos metais associados ao PTS e ao MP₁₀ estão indicadas nas Tabelas 2 e 3, respectivamente.

Tabela 2 -
Concentrações de metais associados aos particulados totais em suspensão (PTS) coletadas no período de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Metais PTS (ng/m3)	N	Quantidade de ocorrências	χ	Máximo	Mínimo	σ
Sb	30	0	ND	ND	ND	ND
Cd	30	29	2,82	16,4	0,22	4,13
Pb	30	19	2,88	24,9	0,12	5,57
Cu	30	26	11,4	23,1	1,92	5,54
Fe	30	18	14,9	19,7	6,88	3,69
Mn	30	24	4,07	24,0	0,18	5,69
Ni	30	0	ND	ND	ND	ND
Zn	30	3	0,75	1,57	0,26	0,71

• ND: não detectado; N: número de amostras; σ: desvio padrão; χ: média.

Tabela 3 -
Concentrações de metais associados ao MP₁₀ coletado no período de novembro de 2015 a abril de 2016 na área do distrito industrial de Maracanaú (CE).

Metais MP10 (ng/m3)	N	Quantidade de ocorrências	χ	Máximo	Mínimo	σ
Sb	30	0	ND	ND	ND	ND
Cd	30	17	0,80	4,88	0,17	1,12
Pb	30	0	ND	ND	ND	ND
Cu	30	18	3,18	12,6	0,06	3,58
Fe	30	19	11,2	18,5	1,33	5,01
Mn	30	29	5,37	20,1	0,32	5,08
Ni	30	5	4,93	10,8	0,17	4,49
Zn	30	12	0,40	0,99	0,05	0,30

• ND: não detectado; N: número de amostras; σ: desvio padrão; χ: média.

Para os metais associados às 30 amostras de PTS, apenas o Sb e o Ni não foram detectados. Para os demais metais, o Fe e o Zn tiveram a maior e a menor concentração média, com valores de 14,9 e 0,75 ng/m³, respectivamente. Para o MP₁₀, o Sb e o Pb não foram detectados, e verificou-se comportamento semelhante quanto aos níveis de Fe e Zn, sendo os valores encontrados de 11,2 e 0,40 ng/m³, respectivamente.

Os maiores níveis de Fe na área em estudo podem estar relacionados à influência das emissões de uma indústria de aço, localizada à leste da estação de monitoramento, de onde são provenientes os ventos predominantes, conforme a rosa dos ventos da Figura 4. Fato semelhante foi constatado por Carvalho, Jablonski e Teixeira (2000) no município de Charqueadas (RS), onde se atribuíram as altas concentrações de Fe (3,17 µg/m³) no PTS às emissões de uma siderúrgica situada na direção de predominância dos ventos. Nesse trabalho, os autores identificaram níveis de Cd de 2 ng/m³, Cu de 114 ng/m³, Ni de 19 ng/m³, Mn de 20 ng/m³ e Pb de 9 ng/m³. No estudo em Charqueadas, os altos níveis de metais, principalmente Fe, foram atribuídos à falta de sistema de controle das emissões da fonte industrial.

Em relação ao Cu, os valores observados são de mesma magnitude que os relatados por Di Vaio et al. (2018) em estudo realizado em uma área urbana-industrial da Itália, sugerindo que o Cu é predominantemente emitido por fontes antropogênicas, e uma das principais fontes são as fornalhas de fundição, o que mostra mais uma vez a influência das emissões da indústria de aço localizada próxima ao local de coleta.

A identificação das prováveis fontes de emissão de poluentes tem se tornado cada vez mais viável por meio de estudos de caracterização química dos elementos associados aos materiais particulados. No município de São Gonçalo do Amarante, onde se localiza o complexo industrial do Pecém, Ferreira Júnior (2016) investigou as concentrações de Pb, Cu, Fe e Ni associadas ao particulado total em suspensão e constatou valores médios de 16,1; 3,33; 9,08; e 0,62 ng/m³.

Em estudo realizado na cidade de Natal (RN), Albuquerque (2013) determinou as concentrações de Cd, Pb, Cu, Ni e Mn associados ao MP₁₀ e observou para cada metal as seguintes médias, respectivamente: 0,03; 5,34; 2,34; 0,45; e 0,48 ng/m³.

De modo geral, as concentrações encontradas por Ferreira Júnior (2016) e Albuquerque (2013) apresentaram médias abaixo das indicadas neste estudo, com exceção do Pb. Albuquerque (2013) afirma ainda que a ressuspensão de poeiras do solo contribui fortemente para a emissão de metais-traço de fontes naturais, representando mais de 50% das emissões de Mn e mais de 20% das emissões de Cu, Ni, Pb, Sb e Zn.

No Brasil, não há legislação para os metais determinados neste estudo, contudo o estado de São Paulo, por meio do Decreto nº 59.113 de 2013, estabeleceu apenas para o Pb um padrão final para concentrações médias aritméticas anuais de 0,5 µg/m³ (500 ng/m³) (SÃO PAULO, 2013). Pelo caráter tóxico, WHO e EPA também estabeleceram valores-alvo para esse metal de 0,5 (500 ng/m³) e 0,15 µg/m³ (150 ng/m³), respectivamente.

De modo geral, as concentrações de metais associados aos particulados encontradas por Enamorado-Baéz et al. (2015) em Sevilha, na Espanha, (2,0 ng/m³ de Sb; 0,3 ng/m³ de Cd; 23,0 ng/m³ de Pb; 17,0 ng/m³ de Cu; 1.112,0 ng/m³ de Fe; 19,0 ng/m³ de Mn; 4,0 de ng/m³ de Ni; 63,0 ng/m³ de Zn) foram superiores às deste estudo.

As concentrações observadas por Dai et al. (2015) em Hangzhou, China, (180,0 ng/m³ de Mn; 5.542,7 ng/m³ de Fe; 10,7 ng/m³ de Ni; 154,0 ng/m³ de Cu; 1.018,6 ng/m³ de Zn; 4,0 ng/m³ de Cd e 195,2 ng/m³ de Pb) são ainda maiores dado o alto grau de industrialização da cidade.

CONCLUSÕES

Em praticamente todas as coletas realizadas pelo período de seis meses, as concentrações dos poluentes analisados, PTS, MP₁₀, SO₂, NO₂ e O₃, mantiveram-se abaixo dos limites estabelecidos por CONAMA, CETESB, USEPA e União Europeia. O MP₁₀ também apresentou concentrações relativamente baixas, ultrapassando os limites estabelecidos pela União Europeia e pela WHO em apenas 16,7% das coletas (com valores entre 54,9 e 100,1 µg/m³ e média de excedência de 74,5 µg/m³).

Os gases inorgânicos SO₂, NO₂ e O₃, quando comparados às legislações CONAMA, CETESB, EPA e EEA, mantiveram-se bem abaixo dos limites estabelecidos. O SO₂, porém, teve uma coleta com concentração acima do limite estabelecido pela WHO (média de 23,9 µg/m³). O NO₂ (24 h), não abrangido pelas legislações usadas como referência neste trabalho, foi comparado à legislação indiana e mostrou níveis bem inferiores ao limite de 80 µg/m³ estabelecido para esse gás.

As concentrações médias dos metais pesados (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Sb, Pb e Zn) associados ao PTS variaram entre 0,75 e 14,40 ng/m³, enquanto, para os MP₁₀, as variações foram de 0,40 a 11,20 ng/m³, caracterizando uma magnitude semelhante de ocorrência dessas espécies.

Para os metais, o Fe apresentou as maiores concentrações em ambos os particulados. O Pb não foi encontrado no MP₁₀, contudo, quando associado ao PTS, as concentrações variaram de 0,12 a 24,90 ng/m³, inferior ao estabelecido nas legislações EPA, WHO e no Decreto n^o 59.113/2013 da cidade de São Paulo.

Pela escassez de dados referentes ao monitoramento da qualidade do ar no estado do Ceará, principalmente nas áreas industrializadas, é notória a necessidade da implantação de uma rede de monitoramento na capital e na sua região metropolitana.

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  Reg. ABES: 175292

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  17 Jul 2020
• Data do Fascículo
  May-Jun 2020

Histórico

• Recebido
  02 Fev 2017
• Aceito
  05 Abr 2019