Analysis and characterization of atmospheric fine particulate matter at a location in the metropolitan region of Natal-RN

This study had as objective a chemical characterization of PM 2.5 aerosol collected by a Harvard Sampler in Natal, capital of the state of Rio Grande do Norte, Brazil. Sampling was performed daily using a 37 mm quartz filters. Gravimetric techniques were used, as well as quantification of Black Carbon (BC), and X-ray fluorescence analysis. Also, simulations were made to understand dispersion and deposition of the particulate matter using trajectories of the HYSPLIT model in order to know the origin and fate of these pollutants in the atmosphere. The sampling of PM2.5 occurred continuously for the period from March 03, 2015 to December 2015. The results showed that the monthly averages ranged from 2.98 a 14.43 μg/m3 for the analyzed PM2.5 period, while the daily average concentrations ranged from 0.25 a 62,79 μg/m3 for PM 2.5 during the same period. The BC analysis showed that the month of June showed the highest peak of BC concentration of approximately 3.42 μg/m3. Through the BC concentration analysis by weekdays it was observed in the box plot graphs that the concentrations on Saturday and Sunday tend to be smaller than the other days of the week. This can be associated with the effect of the reduction in vehicle traffic during these days. The days from Monday through Friday, showed the highest dispersion of BC concentrations in which the interquartile range was greater than the days of Saturday and Sunday, showing that BC concentrations are larger during the week than on weekends since vehicle traffic is more intense. From the samples obtained by the fine particulate sampler and analysis by X-ray fluorescence (EDX) it was possible to identify the elements with the highest concentration present in the filters: S, K, Si, Al, Cl, Fe, P, Ca, Mn and Ca. Most of these components were of anthropogenic origin according to the enrichment factor, and Na, Mg, Sn, Zn, Al, Fe and Ti are from natural sources. The results of PM2.5 concentrations were statistically related to meteorological variables for information about the effects of these variables on the concentration.Este trabalho teve como objetivo elaborar uma caracterização química de aerossóis atmosféricos sólidos finos (MP2.5) coletados por um Impactador Harvard na cidade de Natal, capital do estado do Rio Grande do Norte, Brasil. A amostragem foi feita diariamente, utilizando filtros de quartzo de 37 mm. Utilizaram-se técnicas de gravimetria, quantificação de Black Carbon (BC) e análise de Fluorescência de Raio-X para a análise destes filtros. A amostragem de MP2.5 ocorreu de forma contínua no período de 03 de março de 2015 a 31 de Dezembro de 2015. Também foram feitas simulações de dispersão e deposição deste material particulado usando o modelo de trajetórias HYSPLIT com o objetivo de identificar a origem e o destino desses poluentes na atmosfera. Os resultados mostram que as concentrações de massa médias mensais variaram de 2,98 a 14,43 μg/m3 para o MP2.5 no período analisado. Já as concentrações médias diárias de MP2.5 variaram de 0,25 a 62,79 μg/m3 no mesmo período. As análises de BC mostraram que o mês de junho apresentou o maior pico de concentração de 3,42 μg/m³. Através da análise de concentração do BC para os dias da semana foi possível observar nos gráficos box plot que as concentrações no sábado e domingo tendem a ser menores que nos demais dias da semana, isto pode estar associado ao efeito da diminuição do tráfego de veículos nestes dias. Os dias de semana, de segunda a sexta-feira, apresentaram as maiores dispersões de valores de concentração de BC em que o intervalo interquartil foi superior aos dias de sábado e domingo, mostrando que as concentrações de BC são maiores durante a semana do que nos finais de semana tendo em vista que o tráfego de veículos é mais intenso. A partir das coletas obtidas pelo amostrador de particulado fino e análise por Fluorescência de Raio-X (EDX) foi possível identificar os elementos com maior concentração presentes nos filtros: o S, K, Si, Al, Cl, Fe, P, Ca, Mn e Ca. A maioria dos componentes é de origem antropogênica de acordo com o fator de enriquecimento, sendo Na, Mg, Sn, Zn, Al, Fe e Ti proveniente de fontes naturais. Os resultados das concentrações de MP2.5 foram relacionados estatisticamente com variáveis meteorológicas para obter informações sobre os efeitos dessas variáveis sobre a concentração de MP