Emissões atmosféricas de monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio : um estudo de caso em indústrias licenciadas instaladas em Guarapuava-PR

Orientadora: Profa. Dra. Arislete Dantas de AquinoCoorientador: Prof. MSc. Mauricy KawanoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o SENAI-PR e a Universität Stuttgart. Defesa : Curitiba, 17/11/2020Inclui referências: p. 98-112Resumo: A poluição atmosférica nos dias atuais é um grande desafio e trata-se de um grave problema ambiental. Levantamentos sobre emissões atmosféricas que sejam atualizados e disponibilizados frequentemente são escassos, o que compromete a sua aplicabilidade como instrumento de avaliação, gestão e licenciamento ambiental. O objetivo deste trabalho é apresentar um inventário de emissões atmosféricas de material particulado (MP), monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOx) de indústrias licenciadas instaladas em Guarapuava-PR e a elaboração de mapas de níveis de poluição atmosférica, para apresentá-los como ferramenta de gestão ambiental. Dados de fontes de emissão foram obtidos por meio de licenças ambientais dos empreendimentos. As cargas dos poluentes foram estimadas por meio dos fatores de emissão do AP-42. A distribuição espacial das fontes de emissão e respectivos níveis de poluição estimados, foi efetuada em um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Para a geração dos mapas de calor foi adotada a densidade de Kernel. O método geoestatístico de Kriging permitiu a interpolação entre dados de poluição e localização. Uma Análise de Componentes Principais (ACP) foi utilizada para avaliar a distribuição dos valores das cargas de MP, CO e NOx. Foram obtidas informações de 174 fontes emissoras de poluentes atmosféricos, distribuídas entre fontes fugitivas (39%) e pontuais (61%). As estimativas de emissões ocorreram para 46 fontes pontuais, as quais dispunham de informações apropriadas em suas licenças ambientais, resultando em cargas totais de CO de 298,36 kg/h, para NOx 989,93 kg/h e para MP 243,07 kg/h. As maiores cargas de MP e NOx estiveram associadas às usinas de asfalto que empregam óleo de xisto na combustão e de CO à indústria de papel e celulose que utiliza a madeira. Apesar da predominância no uso de materiais derivados de madeira na combustão industrial, a discrepância evidenciada para as emissões de MP e NOx, vinculadas ao uso do óleo de xisto, indicou o elevado potencial poluidor deste combustível. A maior concentração das fontes pontuais ocorreu na região urbana, contudo, as áreas mais críticas de nível de MP, CO e NOx previstas, encontram-se em sua maioria, fora do perímetro urbano. Ainda assim foram evidenciados receptores de maior sensibilidade (centros educacionais, unidades de saúde, áreas verdes e praças) que estão situados sob influência relevante de fontes de emissão na área urbana. A análise dos resultados ressalta a importância de se considerar a variável espacial quando se trata de poluição atmosférica, para evitar que se desprezem aspectos relevantes. Ficou evidente que o elevado potencial poluidor de um empreendimento pode superar o grau de impacto de um aglomerado de fontes. O produto obtido neste estudo é proposto como ferramenta para avaliar a condição locacional de novos empreendimentos e contribuir para decisões coerentes sobre novos processos de licenciamento e gestão ambiental local. Este material tem potencial para auxiliar em investigações de conformidade, decisões em licenciamentos ambientais e no estabelecimento de critérios de permissão de operação industrial.Abstract: Air pollution today is a major challenge and a serious environmental problem. Surveys on atmospheric emissions that are frequently updated and made available are scarce, compromising their applicability as an instrument for environmental assessment, management, and licensing. The objective of this work is to present an inventory of atmospheric emissions of particulate matter (PM), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) from licensed industries installed in Guarapuava-PR and the preparation of maps of atmospheric pollution levels to present them as an environmental management tool. Data on emission sources were obtained through environmental project licenses. Pollutant loads were estimated using the AP-42 emission factors. Were used a Geographic Information System (GIS) for the spatial distribution of the emission sources and respective levels of pollution estimated. Kernel density was adopted for the generation of heatmaps. Kriging's geostatistical method allowed the interpolation between pollution and location data. A Principal Component Analysis (PCA) was used to assess PM, CO, and NOx loads' distribution values. Information was obtained from 174 sources of air pollutants, distributed among fugitive (39%) and punctual sources (61%). Emissions estimates were made for 46 punctual sources, which had appropriate information in their environmental licenses, resulting in 298.36 kg/h for CO, 989.93 kg/h for NOx, and 243.07 kg/h for PM. The highest charge of PM and NOx were associated with asphalt plants that use shale oil for combustion and CO to the paper and cellulose industry that uses wood. Despite the predominance of using wood-derived materials in industrial combustion, the discrepancy evidenced for PM and NOx emissions, linked to the use of shale oil, indicated the high polluting potential of this fuel. The highest concentration of punctual sources occurred in the urban region. However, the most critical PM, CO, and NOx levels foreseen are mostly located outside the urban perimeter. Even so, receptors of greater sensitivity (educational centers, health units, green areas, and squares) were found to be located under relevant influence from emission sources in the urban area. The results' analysis highlights the importance of considering the spatial variable for atmospheric pollution to avoid neglecting relevant aspects. It was evident that the high polluting potential of an enterprise can overcome the degree of impact of a cluster of sources. The product obtained in this study is proposed as a tool to assess the locational condition of new projects and contribute to coherent decisions about new licensing and local environmental management processes. This material has the potential to assist in compliance investigations, environmental licensing decisions, and the establishment of industrial operation permission criteria