Intraurban biomonitoring of air pollution from vehicular sources: source apportionment using tree barks

Devido à dispersão heterogênea da poluição do ar, é importante compreender as fontes de poluição local para avaliar os impactos sobre a saúde humana. Os elementos químicos, especialmente metais, podem afetar a saúde humana, causando efeitos genotóxicos, indução de câncer e danos nos sistemas imunes e neurológicos. Alguns elementos são considerados marcadores de emissões veiculares. Por conseguinte, é de grande interesse avaliar se existe uma relação entre o fluxo de tráfego de veículos e a deposição de elementos usando a técnica biomonitoramento. Neste estudo, casca de árvore de 171 diferentes pontos de amostragens coletados no centro expandido da cidade de São Paulo foi utilizada como biomonitora. As concentrações dos elementos químicos (Al, Ba, Ca, Cl, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Pb, Rb, S, Sr e Zn) foram determinadas por meio da espectrometria de fluorescência de raios x por dispersão de energia (EDXRF). A técnica estatística da análise de componentes principais (PCA) foi aplicada aos resultados analíticos obtidos para identificar as fontes de poluentes de elementos químicos. A principal fonte de poluentes do ar encontrada no Centro expandido da cidade de São Paulo pôde ser atribuída à emissão veicular principalmente de processos de desgastes de suas peças e da ressuspensão das poeiras das vias (caracterizados por Al, Ba, Cu, Fe, Mn e Zn), explicando 27,1 % da variância, seguida de cimento das construções (14,8 %), sal marinho (11,6 %) e queima de madeira (10 %) O modelo receptor conhecido como fatoração de matriz positiva utilizado para identificação das fontes de poluição do ar mostrou também que a emissão veicular é a principal fonte de origem dos poluentes na área de estudo. Foi verificado ainda que os elementos relacionados à emissão veicular apresentaram diferentes concentrações em uma mesma rua, e estes resultados permitiram obter uma nova classificação das ruas de acordo com a concentração dos elementos. Os mapas de distribuição espacial das concentrações dos elementos foram obtidos para avaliar os diferentes níveis de poluição em ruas e avenidas. Os resultados indicaram que a técnica de biomonitoramento pode ser aplicada para avaliar a dispersão da poluição do arDue to the heterogeneous dispersion of air pollution, it is important to understand sources of local pollution to assess impacts on human health. Chemical elements, especially metals, can affect human health, causing genotoxic effects, cancer induction, and damage in the immune and neurological systems. Some elements are considered markers of vehicle emissions. Consequently it is of great interest to evaluate if there is a relationship between the vehicular traffic flow and deposition of elements measured using the biomonitoring technique. In this study, tree barks from 171 sampling sites in the inner city of São Paulo were collected. The chemical elements (Al, Ba, Ca, Cl, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Pb, Rb, S, Sr and Zn) were determined by the energy dispersive x-ray fluorescence (EDXRF) spectrometry. The principal component analysis (PCA) statistical technique was applied to the analytical results in order to identify the origin of element pollutants. The results indicated that major source of air pollution is due to vehicular emission derived mainly from wear processes and road dust resuspension (characterized by Al, Ba, Cu, Fe, Mn and Zn), which was explained by 27.1 % of the variance, followed by cement from building constructions and road pavements (14.8 %), sea salt (11.6 %) and wood burning (10 %) at São Paulo inner city. The algorithm called positive matrix factorization (PMF) likewise used to identify the air pollution sources showed that the vehicular emission is also the main source of atmospheric pollution. We also verified that the elements related to vehicular emission presented different concentrations at different sampling sites of the same street, which might be possible to identify a new street classification according to the elemental concentration. The spatial distribution maps of element concentrations were obtained to evaluate the different levels of pollution on streets and avenues. Results indicated that biomonitoring technique can be applied to evaluate dispersion of air pollutio