Utilização de um monitor de partículas para a determinação da concentração mássica de aerossóis à superfície e validação das medições

Abstract

INTRODUÇÃO - Considere-se um sistema constituído por partículas (no estado sólido ou liquido) em suspensão num gás; tal sistema é denominado aerossol. Portanto, um aerossol é um sistema multifásico, também designado por sistema disperso. Em estudos relacionados com a qualidade do ar, o interesse reside nas partículas, por isso é comum utilizar-se o termo matéria particulada, PM (do inglês particulate matter), ou simplesmente partículas. As partículas são produzidas e introduzidas na atmosfera, em grande número, por processos naturais ou resultantes da atividade humana (aerossóis antropogénicos). A sua influência e interesse estendem-se a diversos domínios que vão da qualidade do ar (em ambientes exteriores e interiores) ao clima local, regional e global, passando pela visibilidade atmosférica, formação de nuvens e processos químicos na atmosfera. Os aerossóis são ainda um dos componentes da atmosfera menos compreendidos. Diversas propriedades e processos relacionados designadamente com a sua formação, transformação e remoção na atmosfera explicam que estejam ainda mal quantificados, o que tem limitado um conhecimento mais preciso acerca da sua importância e influência. - Importância dos aerossóis - Os aerossóis interagem com a radiação solar e terrestre através dos mecanismos de dispersão e absorção de radiação; a sua presença modifica o campo radiativo na atmosfera (forçamento radiativo direto) com efeitos no clima. As partículas ao dispersarem a radiação solar contribuem para a redução do fluxo que chega à superfície, e, consequentemente para um arrefecimento da baixa atmosfera junto à superfície. Para além do efeito direto dos aerossóis sobre 0 campo da radiação, os mesmos podem, no caso de serem absorventes da radiação solar, contribuir para aquecer a atmosfera localmente e assim alterarem a dinâmica da atmosfera e das nuvens; é o chamado efeito semidirecto sobre o clima. Para quantificar a influência dos aerossóis sobre o sistema climático é necessário conhecer a sua quantidade e a sua distribuição espacial e temporal na atmosfera, bem como as suas propriedades físicas e químicas (estas determinam as propriedades radiativas). Ambos os conhecimentos padecem ainda de grandes incertezas; é necessário mais trabalho experimental de forma que estas incertezas possam ser quantificadas. A presença de aerossóis tem ainda influência na visibilidade atmosférica ou alcance visual; quanto maior for a quantidade de aerossóis menor será 0 alcance Visual (Hinds, 1999). A existência dos aerossóis é também essencial para a formação de nuvens [Twomey, 1974; Albrecht, 1989; Rosenfeld, 2000], pois são eles que atuam como núcleos de condensação (cloud condensation nuclei, CCN) ou de congelação (cloud ice nuclei, CIN) nos quais o vapor de água é adsorvido e muda de fase, isto é, sofre nucleação (até que eventualmente as gotas de água em crescimento sejam suficiente “pesadas” para resistirem à força gravítica e precipitarem). A quantidade de aerossóis influencia o desenvolvimento e as propriedades das nuvens. Se existir um número elevado de núcleos de condensação devido, por exemplo, a um episódio de poluição urbana ou de incêndio florestal que contaminem as nuvens, estas terão maior concentração de gotículas, um albedo superior e assim maior eficácia na dispersão da radiação solar (forçamento radiativo indireto que tende a causar arrefecimento abaixo das nuvens). Além disso, o raio médio das gotículas será menor, já que a água disponível é repartida por um maior número de CCN; é assim possível que as gotas não atinjam as dimensões suficientes para que possa ocorrer precipitação, aumentando o tempo de vida das nuvens e portanto contribuindo também para aumentar o albedo da nuvem. Os aerossóis desempenham também um importante papel do ponto de vista da qualidade do ar porque são um dos componentes da poluição atmosférica, para além dos gases (dióxido de enxofre, dióxido de azoto, ozono, monóxido de carbono, entre muitos outros). O seu impacte na saúde pública é desde há muito reconhecido. Existem registos de queixas relacionadas com a qualidade do ar na Roma antiga. Em 1273 a combustão de carvão chegou a ser proibida em Londres devido à elevada poluição dai decorrente; ficou célebre o intenso episódio de poluição em Dezembro de 1952 em Londres, do qual resultaram milhares de mortos; durante este episódio, as concentrações de partículas