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Variabilidade da composição química de aerossóis atmosféricos finos na estação seca de 2014 na bacia central da amazônia (ATTO)

Resumo

O desmatamento da Amazônia ocorre a fim de disponibilizar terras para a criação de gado e para a agricultura. A transformação da floresta em pasto ou campo ocorre por meio de derrubadas seguidas da queima da madeira. Os incêndios florestais são geralmente provocados durante a estação seca, quando há condições favoráveis a queima da biomassa. A queima da biomassa é responsável pela emissão de material particulado de diversas modas, no entanto, este trabalho focou nas emissões de material particulado com diâmetro aerodinâmico inferir a 1 μm (MP1), os quais são compostos principalmente por material orgânico, sulfato, nitrato, amônio e cloreto. As medidas foram feitas no sítio de observação Amazonian Tall Tower Observatory (ATTO) pelo ACSM e o MAAP de agosto a dezembro de 2014 (estação seca). Dentro do período de estudo foram selecionados dois episódios de queimada, para os quais a composição química do MP1 foi investigada em mais detalhe. Os valores médios das componentes do MP1 encontrados para todo o estudo foram 5,6 μg.m-3 para orgânicos, 0,8 μg.m-3 para sulfato, 0,4 μg.m-3 para BCe, 0,3 μg.m-3 para amônio, 0,2 μg.m-3 para nitrato e menores que 0,1 μg.m-3 para cloreto. Foi possível observar que durante episódios específicos, onde a concentração de MP1 apresenta aumento significativo, ocorre grande variabilidade quanto ao valor de concentração de massa e relevante variabilidade em sua composição química (orgânicos e sulfato). Além disso, observou-se que a concentração da fração orgânica é dominante, com 77% em média da massa do material particulado na bacia central do Amazonas. Foi verificado que o f60, um marcador de queima de biomassa típico, não deve ser utilizado isoladamente, mas sim aliado a outras variáveis. Ainda, foi observada uma elevada emissão de sulfatos durante o episódio 2, o que não é típico da queima de biomassa vegetal.

Introdução

A Amazônia é conhecida por sua disponibilidade hídrica e por apresentar uma grande biodiversidade. A Região Hidrográfica Amazônica ocupa uma área total de 6.925.674 km², desde a nascente até sua foz (FILIZOLA et al., 2002). No que diz respeito à cobertura vegetal, há grande variedade de formações florestais e de campos. Esta cobertura se estende por cerca de 5.000.000 Km2, perfazendo aproximadamente 70% da totalidade da Bacia Hidrográfica continental, indo, inclusive, além da Região Hidrográfica (BRASIL, 2006).

Entre os anos de 1960 e 2010, a população vivendo na Amazônia passou de 6 milhões de pessoas para 25 milhões (DAVIDSON et al., 2012). Assim, constatou-se que, nas últimas décadas, a região passou por mudanças nos padrões do uso do solo, devido à ocupação humana (NOBRE et al., 1996, DAVIDSON; ARTAXO, 2004, ARTAXO, DIAS, 2003). Estas alterações são responsáveis por emissões de gases traço e material particulado para a atmosfera, por meio da queima de biomassa (ARTAXO et al., 1998, 2002, 2003).

O desmatamento na Amazônia é realizado com o intuito de disponibilizar terras para a criação de gado e para a agricultura (MALHI et al., 2008). A transformação da floresta em pasto, ou campo, ocorre por meio de derrubadas seguidas de queima da madeira. Na Amazônia, as queimadas são provocadas, quase em sua totalidade, por atividades humanas. Os incêndios florestais são geralmente provocados durante a estação seca, quando ocorre condições favoráveis a queima de biomassa, tais como, baixa pluviosidade, baixa umidade relativa do ar e elevadas temperaturas do ar (ARTAXO et al., 2013).

O material particulado divide-se em quatro (4) modas ou grupos principais, de acordo com o diâmetro (d) das partículas: moda de nucleação (d < 0,01μm), moda de Aitken (0,01μm < d < 0,1μm), moda de acumulação (0,1 < d < 2,5μm), moda grossa (d > 2,5μm) (SEINFELD; PANDIS, 2006). Nesse trabalho serão estudados os aerossóis submicrométicos, ou seja, o material particulado com diâmetro inferior a 1 μm (MP1).

O MP1 é composto por material orgânico, carbono elementar, que aqui será chamado de black carbon equivalente (BCe) (devido a metodologia analítica), sulfatos, nitratos, cloretos, amônio, óxidos metálicos, sal marinho e água. Sabe-se ainda, que em média, 80% da massa do MP1 é determinada pelos 6 primeiros compostos listados anteriormente (CARBONE, 2014).

Na Amazônia central estudos mostram que durante os meses da estação chuvosa, a concentração média de número de partículas observada é muito baixa, da ordem de 240 partículas/cm3 (ARTAXO et al., 2013). Já durante a estação seca, foi observada uma média de 1.419 partículas/cm3 (STERN, 2015). Valores maiores foram obtidos em outras regiões da floresta Amazônica, como em Porto Velho (RO), onde a concentração média para a estação seca foi de 5.700 partículas/cm3 (BRITO et al., 2014).

Estudos mostram que em termos de concentração de massa de MP1, também grandes variações são encontradas nas diferentes estações chuvosa e seca. Por exemplo, um estudo feito no sítio de observação Amazonian Tall Tower Observatory (ATTO, ANDREAE et al., 2015), na bacia central da Amazônia, obteve concentração média de MP1 para a estação chuvosa de 0,6 μg.m-3 e 8.9 μg.m-3 durante a estação seca. Concentrações similares foram encontradas também por outros estudos na Amazônica (CHEN et al., 2009, 0,78 μg/m3; (ARTAXO et al., 2013, 11,4 μg.m-3). Já a composição química fracionária do MP1 apresenta-se bastante estável ao longo das estações, com predominância de material orgânico (70–80%), seguida por sulfato (6 – 15%), BCe (6 –11%), nitrato (3 – 4%), amônio (4 – 5%) e cloreto (1 – 3% ANDREAE et al., 2015; ARTAXO et al., 2013; BRITO et al., 2014; STERN, 2015). Alguns componentes podem apresentar variações elevadas devido, principalmente, a episódios de queima de biomassa. Por exemplo, em Rondônia, Brito et al. (2014) observou variação de BCe de 0,2 – 5,5 μg.m-3.

Neste trabalho serão investigadas propriedades físicas, tais como o número de partículas e químicas, tais como composição química, do MP1 no sítio ATTO na Floresta Amazônica, durante os meses de agosto a dezembro de 2014.

Autores: Lucas Covre Chiari; Luciana Rizzo; Henrique de Melo Jorge Barbosa; Paulo Artaxo e Samara Carbone.

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