Quantification of metals and arsenic in coarse, fines, ultrafines and nanoparticulate aerosols by ICP-OES in ambient air and vehicular emissions by engines using diesel/biodiesel

Na frota automotiva nacional, veículos movidos a diesel e biodiesel são utilizados em larga e pequena escala, respectivamente, fazendo com que haja uma preocupação com os gases da exaustão provenientes destes motores. Ao ser fabricado, o veículo passa por testes rigorosos das emissões gasosas, segundo as regras do PROCONVE. Porém, estes testes regulam apenas as substâncias químicas contidas na legislação vigente, cujos riscos à saúde humana e ao meio ambiente são conhecidos. Portanto, conhecer o maior número de componentes ainda não contemplados pela legislação, em especial metais no material particulado, é de suma importância para subsidiar futuras alterações e inclusões na lista de componentes regulados. De acordo com o tamanho das partículas do material particulado, podendo chegar a escalas nanométricas, a inalação deste material pode causar lesões graves no organismo, pois têm a capacidade de atingir órgãos internos. O estudo é baseado na amostragem do material particulado proveniente dos gases de motores alimentados com diesel e/ou biodiesel em diferentes proporções de combustível e ar ambiente com impactador em cascata; determinando metais e arsênio na atmosfera de diferentes localidades do estado do Rio de Janeiro e no material particulado dos gases de escape de motores de ônibus/caminhão (EURO III), por intermédio de abertura ácida do material coletado e da técnica analítica ICP-OES. Os resultados obtidos para motor EURO III variaram de 100 a 10000 ng m-3, com a redução de emissão conforme adição de biodiesel no diesel sendo comprovada. Porém, em todas as proporções de combustíveis empregadas, houve grande incidência de emissão de partículas em escala manométrica, sendo esse comportamento também observado nas amostragens em ar ambiente. Neste caso, teores de 1,0 a 45,0 ng m-3 evidenciaram Caxias e Madureira como locais mais poluídos dos amostrados. Ni é o metal que possui situação mais alarmante, pois em todos os tamanhos de partícula e locais amostrados, os teores deste elemento foram superiores ao permitido pela legislação internacional. A análise estatística multivariada propôs que os combustíveis B10 e B15 são quimicamente semelhantes, enquanto B5 e B20 sofrem fortes alterações no decorrer de sua combustão e a correlação de Pearson mostrou em ar ambiente, que locais com níveis próximos de poluição apresentaram similaridade nos resultados, a qualidade do ar de Madureira é afetado predominantemente pela construção civil e tráfego, a presença da Baía de Guanabara ao redor da Cidade Universitária influencia nas emissões, a refinaria em Caxias é responsável por emissões importantes de metais e no Parque Nacional de Itatiaia , ao contrário de que se supunha, não está totalmente livre de poluiçãoIn the national automotive fleet, diesel vehicles and biodiesel are used in large and small scale, respectively, so that there is a concern with the exhaust gas from these engines. When manufactured, the vehicle undergoes rigorous testing of gas emissions, under the rules of PROCONVE. However, these tests only regulate the chemical substances in the current legislation, the risks to human health and the environment are known. An understanding of the greater number of compounds not covered by legislation, in particular metals in particulate matter, is of paramount importance to support future changes and additions to the list of regulated components. According to the particle size of the particulate material, reaching nanometer scales, inhalation of this material can cause serious injury in the body, they have the ability to reach internal organs. The study is based on the sampling of particulate from the gas engine fueled with diesel material and/or different ratios of biodiesel fuel and ambient air cascade impactor; determining metals and arsenic in the atmosphere from different localities of the state of Rio de Janeiro and particulate matter exhaust gas bus engine/truck (EURO III) via acid opening of the material collected and the analytical technique ICP-OES. The results obtained for EURO III engine ranged from 100 to 10,000 ng m-3, with the emission reduction as addition of biodiesel in diesel is proven. However, in all fuel ratios employed, there was a high incidence of particulate emission level gauge, this behavior is also observed in the samples in ambient air. In this case, levels from 1.0 to 45.0 ng m-3 showed Caxias and Madureira as most polluted sites sampled. Ni is the metal that has more alarming situation because in all particle sizes and sampling sites, the contents of this element were higher than permitted by international law. Multivariate statistical analysis suggested that the B10 and B15 fuels are chemically similar, while B5 and B20 are significantly changes during its combustion and the Pearson correlation showed in ambient air, which places with near pollution levels showed similarity in the results, the air quality of Madureira is predominantly affected by the construction and traffic, the presence of Guanabara Bay around the University City influences on emissions, the refinery in Caxias is responsible for significant emissions of metals and in the Itatiaia National Park, unlike we thought, is not entirely free from pollutio