Hidrocarbonetos alifáticos (n-alcanos) associados ao material particulado atmosférico da Estação da Lapa e regiões no entorno da Baía de Todos os Santos

Abstract

O material particulado atmosférico (MP) compõe-se de partículas de materiais sólidos ou líquidos que ficam suspensas no ar nas formas de fumaça, poeira, neblina, dentre outras, cujo diâmetro pode ser de até 100 μm. A distribuição, concentração e composição são importantes para medir o grau de toxicidade. Os n-alcanos presentes no MP podem ser oriundos de fontes naturais ou antrópicas, tendo a possibilidade a investigação das fontes de emissão do MP. O objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de hidrocarbonetos alifáticos de média e alta massa molecular (C10 a C35), associados ao material particulado atmosférico, em localidades do entorno da Baía de Todos os Santos e da Estação Clériston Andrade (LAPA), na cidade de Salvador-BA. A quantificação dos n-alcanos no MP envolveu duas etapas: a extração por ultrassom e a determinação por CG-EM. Os parâmetros analíticos, limites de detecção e quantificação e precisão, foram adequados. A exatidão foi avaliada com o padrão de alcano deuterado (C24D50). As recuperações também avaliadas em três níveis de recuperação (200, 600 e 1200 µg L-1), alcançaram valores de 80%, 95,16% e 98,07%. Nos sítios da BTS e da Estação da LAPA, as amostras foram coletadas utilizando Hi- Vol (MP10). As concentrações de MP obtidas da média diária dos turnos manhã, tarde e noite foram de 141,3 µg m-3 para a Lapa (2010) e 91 µg m-3 para Lapa (2013). O somatório das concentrações de n-alcanos médias, mínimas e máximas (C10 a C35) obtiveram-se valores de 184,9,77,94 e 294,22 ng m-3 para LAPA (2010), 180,0, 114,74 e 238,5 ng m-3 para a LAPA (2013); 32,70, 24,0 e 44,2 ng m-3 para Botelho; 27,30, 20,30 e 51,31 ng m-3 para a Base Naval e 62,10, 49,0 e 83,1 ng m-3 para Itaparica. Foram encontrados para os sítios estudados Cmax de C32 (LAPA 2010), C29 (LAPA 2013); C32 (Botelho); C32 (Base Naval) e C29 (Itaparica).Em relação ao IPC pode-se observar valores de 0,96 a 1,06 para Lapa 2010, 1,04 a 1,08 para Lapa 2013; 0,92 (Botelho), 0,95 (Base Naval) e 0,96 (Itaparica), indicativo de emissões por fontes antrópicas. Os resultados da Lapa 2013, apesar de apresentar perfil semelhante aos resultados de 2010, houve um redução das concentrações de n-alcanos e já a comparação dos resultados obtidos para os sítios da BTS e da LAPA com outras localidades demonstram que os níveis tanto para a concentração de n-alcano, quanto para a massa de material particulado estão próximos aos encontrados na literatura. Parâmetros com a razão Címpar:Cpar, contribuição biogênica (WNA) e Cmax, determinaram um perfil de n-alcanos emitidos por fontes antrópicas. As análises estatísticas (PCA e HCA) demostraram que boa parte das concentrações de n-alcanos encontrados está relacionada a fontes antrópicas, o que confirma os demais parâmetros analisados. No caso da Lapa 2010 as duas componentes principais explicam 67,28% e a Lapa 2013 72,38% da variância total, e em relação ao comparativo entre os dois períodos esse valor foi de 72.62%. Já para as amostras de Botelho, Base Naval e Itaparica foi de 88,89% para as duas primeiras componentes, e ao analisá-las foi possível observar a não predominância de carbono ímpar-par, característico de emissões antrópicas. E um fator importante foi a confirmação de dados verificados nas análises das concentrações de n-alcanos, como as semelhanças entre as amostras de Botelho e Base naval e as diferenças em relação e a Lapa e Itaparica, sendo confirmado pela análise de agrupamento hierárquico (HCA).

The atmospheric particulate matter (PM) is made up of particles of solid or liquid materials which remain suspended in the air in the form of smoke, dust, fog, among others, whose diameter can be up to 100 micrometers. The distribution, composition and concentration are important to measure the toxicity thereof. The n-alkanes present in the MP can be from natural or anthropogenic sources, which gives the compound the ability to research the sources of emissions from the MP. The aim of this study was determine the atmospheric concentrations of aliphatic hydrocarbons of medium and high molecular weight (C10 to C35) associated with particulate matter in the surrounding towns of Todos os Santos Bay and Clériston Station Andrade (LAPA), the city Salvador-BA, estimating the contributions of these species in soil-atmosphere exchanges. The quantification of n-alkanes in MP involved two steps: extraction by ultrasound bath and the determination using GC-MS. The analytical parameters, such as threshold detection, quantitation and accuracy are suitable for the purpose. The accuracy of the extraction was evaluated using the standard deuterated alkane (C24D50). The recoveries achieved rates accepted by the literature. In the BTS sites and the LAPA station, samples were collected using Hi-Vol (MP 10). Concentrations of MP obtained considering the average daily shifts morning, afternoon and evening was 141.3 µg m-3 for the Lapa (2010) and 91 µg m-3 for Lapa (2013). The concentrations of maximum total n-alkanes (C10 to C35) yielded values ranging from 209-418 ng m-3 to Lapa (2010) 114-238 ng m-3 to Lapa (2013). The samples analyzed in BTS sites showed maximum values of total n-alkanes 51.27 ng m-3 (Tide Island), 41.8 ng m-3 (Naval Base) and 88.4 ng m-3 (Itaparica). The comparison of the results obtained for the BTS sites and LAPA with other localities show that the levels for both the concentration of n-alkane, and for the mass of particulate matter are close to those found in the literature. Parameters with Címpar reason: CPAR, biogenic contribution (WNA) and Cmax determined a profile of n-alkanes emitted by anthropogenic sources. Statistical analyzes (PCA and HCA) showed that much of the concentrations of n-alkanes found is related to anthropogenic sources, which confirms the remaining parameter