FONTES: Caracterização de fontes de aerossóis em São Paulo · Reynaldo Luiz Victoria - USP...
Transcript of FONTES: Caracterização de fontes de aerossóis em São Paulo · Reynaldo Luiz Victoria - USP...
Reynaldo Luiz Victoria - USP Paulo Artaxo - USP
Humberto Rocha - USP Newton LaScala Jr - UNESP Gilberto Januzzi – UNICAMP
Jean Ometo - INPE
STEERING COMMITEE
- 41 ongoing large thematic projects
- 14 projects approved under a call FAPESP/FAPERJ
- 6 projects approved in collaboration with UK-NERC
- 2 projects approved in collaboration with ANR
- Collaborations with IAI, NSF, NERC, China, France, DFG and others
- IGFA-BELMONT FORUM – International Opportunity Funds
- Open and seeking further international cooperation.
GAPS identified so far: - Few projects related to HEALTH, SOUTH ATLANTIC, PALEOCLIMATE, Integrated modeling
PORTFOLIO OF PROJECTS and INTERNATIONAL
COLLABORATIONS
We are always looking for new research opportunities.
Climate extremes, adaptation, mitigation are priorities in the program.
We certainly welcome an integrated project on São Paulo focused on long term sustainability looking at climate change issues.
Remember: We do NOT approve projects: This is with the FAPESP Geosciences Committee.
Paulo Artaxo, Joel F. Brito, Maria Luiza Godoy, José Marcus Godoy
Instituto de Física da USP, IRD-CNEN RJ e PUC Rio
IAG USP INCLINE Workshop
23/Out/2014
OECD (2012), OECD Environmental Outlook to 2050, OECD Publishing.
Mortes por poluição do ar e outras causas
Life Expectancy vs PM2.5 1980-2000
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
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5 10 15 20 25 30
PM2.5 (mg/m3)
Lif
e E
xp
ec
tan
cy
Los Angeles, CA
San Jose, CA
San Diego, CA
São Paulo
28.1 mg/m3
Curitiba
14.4 mg/m3
3.5 yr
Paulo Saldiva IGAC Conference 2014
Um ano de monitoramento detalhado em 4 locais
IFUSP
Ibirapuera
Faculdade de Saúde Pública
Congonhas
Sítios de amostragem do projeto em São Paulo • Congonhas (CGH) • Ibirapuera (IBI) • IF-USP (IFUSP) • Faculdade de Saúde Pública (FSP)
• Experimento em túneis para medida de fatores de emissões
veiculares (Túnel Rodoanel e Túnel Jânio Quadros) • Medidas de fatores de emissões em dinamômetros com veículos a
etanol, gasolina e motores a diesel • Medidas de composição do solo em várias localidades
Túnel veículos pesados: Rodoanel Túnel veículos leves: Janio Quadros
• Filtros (massa, composição elementar, modas fina e grossa, Nuclepore e Quartzo)
• Concentração de Black Carbon (Aethalometer)
• CETESB estação USP-IPEN): CO, NOx, O3
Estação amostradora do IFUSP
Quantificação das fontes de partículas de aerossol atmosférico
10
Modelos estatísticos
Análise de Fatores
Objetivos: - Determinar o numero de fontes; - Composição química de cada fonte; - Contribuição de cada fonte para cada amostra.
Modelo de fatorização de Matriz Positiva
EPA PMF 3.0 : http://www.epa.gov/heasd/products/pmf/pmf.html SPSS 22.0: http://www-01.ibm.com/software/analytics/spss/downloads.html
Fatorização de matriz positiva
Análise de Fatores
principais absoluta
Modelo de Fatores principais
Problema: Baseados na co-variabilidade das concentrações de aerossóis
Comparação das médias São Paulo CETESB e IFUSP
0
5
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15
20
25
30
35
40
IFUSP CET-IPEN FSP CET_Dr. Arnaldo
IBI CET-IBI CGH CET-CGH
PM
10
(u
g/m
³)
PM10 São Paulo Comparação CETESB-LFA
(*) Nem sempre medidas CETESB são em paralelo com IFUSP
Padrão de qualidade do ar CONAMA PM10: 50ug/m³ Padrão de qualidade do ar WMO PM10: 20 ug/m³
0
1
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BC
e S
O4
co
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açõ
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ug/
m³)
IFUSP Série Temporal BC SO4
BC_F
SO4
IFUSP Série temporal de medidas
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Co
nce
ntr
ação
(u
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³)
IFUSP Série temporal Fino, Grosso, PM10
Grosso
Fino
Faculdade de Saúde Pública - Série temporal de medidas
0
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80 FS
P-1
FSP
-3
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FSP
-11
FSP
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-68
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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Co
nce
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ação
(u
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FSP Fino, Grosso e PM10
Grosso
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
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FSP
-18
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FSP
-18
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FSP
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FSP
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2
FSP
-19
4
FSP
-19
6 Co
nce
ntr
ação
BC
(u
g/m
³)
FSP Concentração de BC Moda Fino
BC_F
Comparação médias São Paulo e Rio de Janeiro
0
2
4
6
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14
IFUSP FSP IBI Caxias Tijuca Saens Pena
Taquara Recreio-Barra
FPM
(u
g/m
³)
FPM São Paulo e Rio
0
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IFUSP FSP IBI Caxias Tijuca Saens Pena
Taquara Recreio-Barra
CP
M (
ug/
m³)
CPM São Paulo e Rio
0
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20
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IFUSP FSP IBI CGH Caxias Tijuca Saens Pena
Taquara Recreio-Barra
PM
10
(u
g/m
³)
PM10 São Paulo e Rio de Janeiro
Relatório CETESB: Emissões relativas por tipo de fonte na RMSP
Para PM10: Veículos devem ser 35.4% (Pesados) mais 3.3% (Leves), mais certa parcela de
25% de aerossóis secundários. Somando estas componentes fornece (35.4+3.3+12): 50.7% Indústria: emissões de 10% no PM10. Motos emissões de 1.3% (provavelmente subestimadas para São Paulo)
Janio Quadros Veículos leves
Rodoanel Veículos pesados
Medida da assinatura de emissões em tuneis de veículos leves e pesados
Material carbonáceo: 59 % Baixo enxofre (7 %)
Material carbonáceo: 91 % Baixo enxofre (5 %)
Fátima Andrade, 2014
63% 18%
5% 7% 7%
IFUSP Moda Fina Recalculando
Veiculos Industria Marinho SOA Solo
Redistribuição de massas IFUSP Fino levando em conta: 1) Silício no solo é 15% da massa do solo 2) Enxofre veicular é 37% das emissões de SO2
55% 23%
6%
14%
2%
FSP Fino - Removendo Solo do F1 e adicionando o SO4 que estava no fator 2
Veiculos Sulfato Marinho Solo SOA
48% 36%
6% 8% 2%
FSP Fino Veiculos+Solo Sulfato Marinho Solo SOA Redistribuindo co-variabilidades:
1) Removendo solo do F1 e colocando no F4 2) Adicionando SO4 que estava no fator 2 associado com
emissão veicular baseado no inventário de emissões. Veículos emitem 37% do SO2
15%
17%
59%
1% 4% 4%
Ibirapuera Fino Recalculado Solo Sulfato Veículos Indústria Marinho SOA
3%
26%
62%
1%
4% 4%
Ibirapuera Fino APFA Solo Sulfato Veículos Indústria Marinho SOA
FONTES: Primeiro estudo feito em larga escala em São Paulo desenhado especificamente para quantificar emissões veiculares
Contribuição veicular: Ibirapuera: 59% PM2.5 FSP: 55% do PM2.5 IFUSP: 63% do PM2.5
Média contribuição veicular: (60±5) % do PM2.5
Solo: IBI 15%, FSP 14%, IFUSP 7%. Média: 12% do PM2.5 Sulfato: IBI: 17%, FSP: 23%, IFUSP: 7%. Média: 16% do PM2.5 Indústria, marinho e SOA somam em média 13% do PM2.5
Aerossol em São Paulo é muito bem misturado, com composição e variabilidade similares entre as estações amostradoras, apesar de desenhado para medir impactos diferentes
Janio Quadros Veículos leves
Rodoanel Veículos pesados
Material carbonáceo: 59 % Baixo enxofre (7 %)
Material carbonáceo: 91 % Baixo enxofre (5 %)
Aplicando razões de emissão direta medido em túneis
Quantificação de fontes – PM1 AMS e PTR-MS Fonte Em relação a PM1
Emissão direta leves 19.7 %
Emissão direta pesados 34.1%
Orgânico secundário/outros 25.4%
Sulfato industrial + amônio 20.9%
Leves+Pesados+37% SO4: 19.7+34.1+7.7= Emissão veicular = 62%
Quantificação de fontes Taquara para PM1
Fonte Em relação a PM1
Emissão direta leves 24.1 %
Emissão direta pesados 35.6%
Orgânico secundário/outros 30.6%
Sulfato industrial + amônio 9.7%
Emissão veicular total: Soma 24.1+35.6+3.59 Emissão veicular Taquara: 63%
Compilação geral do impacto veicular
Contribuição veicular: Ibirapuera: 59% PM2.5 FSP: 55% do PM2.5 IFUSP: 63% do PM2.5
Média contribuição veicular: PM2.5: (60 ± 5)%
PM1: FSP: 62%, Taquara: 63%
Solo: IBI 15%, FSP 14%, IFUSP 7%. Média: 12% do PM2.5 Sulfato: IBI: 17%, FSP: 23%, IFUSP: 7%. Média: 16% do PM2.5 Industria, marinho e SOA somam em média 13% do PM2.5
Aerossol em São Paulo é muito bem misturado, com composição e variabilidade similares entre as estações amostradoras, apesar de desenhado para medir impactos diferentes
Filtros FSP – SP – Veículos: 61.5%
Leves : 20% PM1 Pesados: 36% PM1
Secundários: 25.4% PM1
Tempo-real
Taquara – RJ – Veículos: 63% Leves: 24% PM1
Pesados: 34% PM1 Secundários: 30.6% PM1