fontes: caracterização de fontes de aerossóis em são paulo · reynaldo luiz victoria - usp...

Reynaldo Luiz Victoria - USP Paulo Artaxo - USP

Humberto Rocha - USP Newton LaScala Jr - UNESP Gilberto Januzzi – UNICAMP

Jean Ometo - INPE

STEERING COMMITEE

- 41 ongoing large thematic projects

- 14 projects approved under a call FAPESP/FAPERJ

- 6 projects approved in collaboration with UK-NERC

- 2 projects approved in collaboration with ANR

- Collaborations with IAI, NSF, NERC, China, France, DFG and others

- IGFA-BELMONT FORUM – International Opportunity Funds

- Open and seeking further international cooperation.

GAPS identified so far: - Few projects related to HEALTH, SOUTH ATLANTIC, PALEOCLIMATE, Integrated modeling

PORTFOLIO OF PROJECTS and INTERNATIONAL

COLLABORATIONS

We are always looking for new research opportunities.

Climate extremes, adaptation, mitigation are priorities in the program.

We certainly welcome an integrated project on São Paulo focused on long term sustainability looking at climate change issues.

Remember: We do NOT approve projects: This is with the FAPESP Geosciences Committee.

Paulo Artaxo, Joel F. Brito, Maria Luiza Godoy, José Marcus Godoy

Instituto de Física da USP, IRD-CNEN RJ e PUC Rio

IAG USP INCLINE Workshop

23/Out/2014

OECD (2012), OECD Environmental Outlook to 2050, OECD Publishing.

Mortes por poluição do ar e outras causas

Life Expectancy vs PM2.5 1980-2000

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

5 10 15 20 25 30

PM2.5 (mg/m3)

Lif

e E

xp

ec

tan

cy

Los Angeles, CA

San Jose, CA

San Diego, CA

São Paulo

28.1 mg/m3

Curitiba

14.4 mg/m3

3.5 yr

Paulo Saldiva IGAC Conference 2014

Um ano de monitoramento detalhado em 4 locais

IFUSP

Ibirapuera

Faculdade de Saúde Pública

Congonhas

Sítios de amostragem do projeto em São Paulo • Congonhas (CGH) • Ibirapuera (IBI) • IF-USP (IFUSP) • Faculdade de Saúde Pública (FSP)

• Experimento em túneis para medida de fatores de emissões

veiculares (Túnel Rodoanel e Túnel Jânio Quadros) • Medidas de fatores de emissões em dinamômetros com veículos a

etanol, gasolina e motores a diesel • Medidas de composição do solo em várias localidades

Túnel veículos pesados: Rodoanel Túnel veículos leves: Janio Quadros

• Filtros (massa, composição elementar, modas fina e grossa, Nuclepore e Quartzo)

• Concentração de Black Carbon (Aethalometer)

• CETESB estação USP-IPEN): CO, NOx, O3

Estação amostradora do IFUSP

Quantificação das fontes de partículas de aerossol atmosférico

10

Modelos estatísticos

Análise de Fatores

Objetivos: - Determinar o numero de fontes; - Composição química de cada fonte; - Contribuição de cada fonte para cada amostra.

Modelo de fatorização de Matriz Positiva

EPA PMF 3.0 : http://www.epa.gov/heasd/products/pmf/pmf.html SPSS 22.0: http://www-01.ibm.com/software/analytics/spss/downloads.html

Fatorização de matriz positiva

Análise de Fatores

principais absoluta

Modelo de Fatores principais

Problema: Baseados na co-variabilidade das concentrações de aerossóis

Comparação das médias São Paulo CETESB e IFUSP

0

5

10

15

20

25

30

35

40

IFUSP CET-IPEN FSP CET_Dr. Arnaldo

IBI CET-IBI CGH CET-CGH

PM

10

(u

g/m

³)

PM10 São Paulo Comparação CETESB-LFA

(*) Nem sempre medidas CETESB são em paralelo com IFUSP

Padrão de qualidade do ar CONAMA PM10: 50ug/m³ Padrão de qualidade do ar WMO PM10: 20 ug/m³

0

1

2

3

4

5

6

7

8

BC

e S

O4

co

nce

ntr

açõ

es (

ug/

m³)

IFUSP Série Temporal BC SO4

BC_F

SO4

IFUSP Série temporal de medidas

0

20

40

60

80

100

120

140

Co

nce

ntr

ação

(u

g/m

³)

IFUSP Série temporal Fino, Grosso, PM10

Grosso

Fino

Faculdade de Saúde Pública - Série temporal de medidas

0

10

20

30

40

50

60

70

80 FS

P-1

FSP

-3

FSP

-5

FSP

-7

FSP

-9

FSP

-11

FSP

-13

FSP

-15

FSP

-17

FSP

-19

FSP

-68

FSP

-70

FSP

-72

FSP

-74

FSP

-76

FSP

-83

FSP

-13

0

FSP

-13

2

FSP

-13

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FSP

-13

6

FSP

-13

8

FSP

-14

0

FSP

-14

2

FSP

-14

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FSP

-14

6

FSP

-14

8

FSP

-15

0

FSP

-15

2

FSP

-15

4

FSP

-15

6

FSP

-15

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FSP

-16

0

FSP

-16

2

FSP

-16

4

FSP

-16

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FSP

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FSP

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0

FSP

-17

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FSP

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4

FSP

-17

6

FSP

-17

8

FSP

-18

0

FSP

-18

2

FSP

-18

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FSP

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FSP

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FSP

-19

0

FSP

-19

2

FSP

-19

4

FSP

-19

6

Co

nce

ntr

ação

(u

g/m

³)

FSP Fino, Grosso e PM10

Grosso

Fino

0

1

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5

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FSP

-1

FSP

-3

FSP

-5

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-7

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FSP

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FSP

-15

FSP

-17

FSP

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FSP

-68

FSP

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-72

FSP

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FSP

-76

FSP

-83

FSP

-13

0

FSP

-13

2

FSP

-13

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FSP

-13

6

FSP

-13

8

FSP

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0

FSP

-14

2

FSP

-14

4

FSP

-14

6

FSP

-14

8

FSP

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0

FSP

-15

2

FSP

-15

4

FSP

-15

6

FSP

-15

8

FSP

-16

0

FSP

-16

2

FSP

-16

4

FSP

-16

6

FSP

-16

8

FSP

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0

FSP

-17

2

FSP

-17

4

FSP

-17

6

FSP

-17

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FSP

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0

FSP

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FSP

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FSP

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FSP

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FSP

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0

FSP

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2

FSP

-19

4

FSP

-19

6 Co

nce

ntr

ação

BC

(u

g/m

³)

FSP Concentração de BC Moda Fino

BC_F

Comparação médias São Paulo e Rio de Janeiro

0

2

4

6

8

10

12

14

IFUSP FSP IBI Caxias Tijuca Saens Pena

Taquara Recreio-Barra

FPM

(u

g/m

³)

FPM São Paulo e Rio

0

10

20

30

40

50

60

IFUSP FSP IBI Caxias Tijuca Saens Pena


CP

M (

ug/

m³)

CPM São Paulo e Rio

0

10

20

30

40

50

60

70

IFUSP FSP IBI CGH Caxias Tijuca Saens Pena


PM

10

(u

g/m

³)

PM10 São Paulo e Rio de Janeiro

Relatório CETESB: Emissões relativas por tipo de fonte na RMSP

Para PM10: Veículos devem ser 35.4% (Pesados) mais 3.3% (Leves), mais certa parcela de

25% de aerossóis secundários. Somando estas componentes fornece (35.4+3.3+12): 50.7% Indústria: emissões de 10% no PM10. Motos emissões de 1.3% (provavelmente subestimadas para São Paulo)

Janio Quadros Veículos leves

Rodoanel Veículos pesados

Medida da assinatura de emissões em tuneis de veículos leves e pesados

Material carbonáceo: 59 % Baixo enxofre (7 %)


Fátima Andrade, 2014

63% 18%

5% 7% 7%

IFUSP Moda Fina Recalculando

Veiculos Industria Marinho SOA Solo

Redistribuição de massas IFUSP Fino levando em conta: 1) Silício no solo é 15% da massa do solo 2) Enxofre veicular é 37% das emissões de SO2

55% 23%

6%

14%

2%

FSP Fino - Removendo Solo do F1 e adicionando o SO4 que estava no fator 2

Veiculos Sulfato Marinho Solo SOA

48% 36%

6% 8% 2%

FSP Fino Veiculos+Solo Sulfato Marinho Solo SOA Redistribuindo co-variabilidades:

1) Removendo solo do F1 e colocando no F4 2) Adicionando SO4 que estava no fator 2 associado com

emissão veicular baseado no inventário de emissões. Veículos emitem 37% do SO2

15%

17%

59%

1% 4% 4%

Ibirapuera Fino Recalculado Solo Sulfato Veículos Indústria Marinho SOA

3%

26%

62%

1%

4% 4%

Ibirapuera Fino APFA Solo Sulfato Veículos Indústria Marinho SOA

FONTES: Primeiro estudo feito em larga escala em São Paulo desenhado especificamente para quantificar emissões veiculares

Contribuição veicular: Ibirapuera: 59% PM2.5 FSP: 55% do PM2.5 IFUSP: 63% do PM2.5

Média contribuição veicular: (60±5) % do PM2.5

Solo: IBI 15%, FSP 14%, IFUSP 7%. Média: 12% do PM2.5 Sulfato: IBI: 17%, FSP: 23%, IFUSP: 7%. Média: 16% do PM2.5 Indústria, marinho e SOA somam em média 13% do PM2.5

Aerossol em São Paulo é muito bem misturado, com composição e variabilidade similares entre as estações amostradoras, apesar de desenhado para medir impactos diferentes

Janio Quadros Veículos leves

Rodoanel Veículos pesados



Aplicando razões de emissão direta medido em túneis

Quantificação de fontes – PM1 AMS e PTR-MS Fonte Em relação a PM1

Emissão direta leves 19.7 %

Emissão direta pesados 34.1%

Orgânico secundário/outros 25.4%

Sulfato industrial + amônio 20.9%

Leves+Pesados+37% SO4: 19.7+34.1+7.7= Emissão veicular = 62%

Quantificação de fontes Taquara para PM1

Fonte Em relação a PM1

Emissão direta leves 24.1 %

Emissão direta pesados 35.6%

Orgânico secundário/outros 30.6%

Sulfato industrial + amônio 9.7%

Emissão veicular total: Soma 24.1+35.6+3.59 Emissão veicular Taquara: 63%

Compilação geral do impacto veicular

Contribuição veicular: Ibirapuera: 59% PM2.5 FSP: 55% do PM2.5 IFUSP: 63% do PM2.5

Média contribuição veicular: PM2.5: (60 ± 5)%

PM1: FSP: 62%, Taquara: 63%

Solo: IBI 15%, FSP 14%, IFUSP 7%. Média: 12% do PM2.5 Sulfato: IBI: 17%, FSP: 23%, IFUSP: 7%. Média: 16% do PM2.5 Industria, marinho e SOA somam em média 13% do PM2.5

Aerossol em São Paulo é muito bem misturado, com composição e variabilidade similares entre as estações amostradoras, apesar de desenhado para medir impactos diferentes

Filtros FSP – SP – Veículos: 61.5%

Leves : 20% PM1 Pesados: 36% PM1

Secundários: 25.4% PM1

Tempo-real

Taquara – RJ – Veículos: 63% Leves: 24% PM1

Pesados: 34% PM1 Secundários: 30.6% PM1

fontes: caracterização de fontes de aerossóis em são paulo · reynaldo luiz victoria - usp...

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