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Aerossóis e precipitação durante o experimento
SMOCC
Theotonio Pauliquevis, Maria Lúcia Antunes, Paulo Artaxo, Alejandro
Fonseca Duarte
Laboratório de Física Atmosférica - IFUSP
Objetivos Caracterização química de material
particulado inalável; Caracterização química da
precipitação Determinação das principais fontes
que contribuem para a composição de aerossóis e precipitação
Metodologia para aerossóis
Filtros AFG (amostrador fino e grosso)
• Separa a fração fina e grossa do aerossol
Tempo de amostragem típico: 12 – 24 horas
Análise: gravimétrica (massa total) e PIXE (Particle Induced X-Ray Emission)
Aerossóis ModaModa fina
D < 2.5 m
Tempo de residência alto
Susceptível a transporte a longas distâncias
Moda grossa 2.5 m < D < 10 m
Importante para deposição seca (gravidade)
Menos susceptível a transporte
Série temporal aerossóis em Alta Floresta
Alta Floresta PM10 Aerosol Mass Concentration 1992-2000
0
100
200
300
400
500
600
Ma
ss c
on
ce
ntr
atio
n (
μg
/m³)
Concentração total de aerossóis durante o SMOCC
Aerosol total mass (ng/m3)
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
180,000
200,000
9-Sep
11-S
ep
13-S
ep
16-S
ep
18-S
ep
21-S
ep
23-S
ep
25-S
ep
27-S
ep
29-S
ep1-
Oct
3-Oct
5-Oct
7-Oct
9-Oct
12-O
ct
16-O
ct
19-O
ct
23-O
ct
27-O
ct
31-O
ct
6-Nov
14-N
ov
Coarse (d > 2.5 mm)
Fine (d < 2.5 mm)
Quem são os aerossóis (fração inorgânica)
Compound mass absolute contribution in fine and coarse mode aerosol for SMOCC Experiment
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
BC Mg Al Si P S Cl K Ca Ti Cr Mn Fe Cu Zn Br Pb
con
cen
trat
ion
(n
g/m
3 )
Grosso
Fino
Participação relativa dos compostos moda fina/grossa
Compound mass relative contribution in fine and coarse mode aerosol for SMOCC Experiment
0%
20%
40%
60%
80%
100%
BC Mg Al Si P S Cl K Ca Ti Cr Mn Fe Cu Zn Br Pb
Grosso
Fino
Características de cada fração
Moda fina Moda grossa
Proportion of explained compounds composition in fine
mode aerosol for SMOCC Experiment
BC = 61%S = 16%
K = 14%
BC + S + K = 91% of the total mass explained
Proportion of explained compounds composition in coarse mode aerosol for SMOCC
Experiment
Si = 26%
Al = 19%
BC = 11%
Mg = 4%
Mn = 16%
K = 9%
S = 5%
Ca = 4%
Análise de componentes principais
Moda grossaCOMPONENTE
1 - queimada 2 - solo
S 0.91 0.31
BC 0.91 0.34
K 0.87 0.40
MPG 0.85 0.48
Ca 0.68 0.45
Ti 0.35 0.93
Si 0.39 0.92
Fe 0.39 0.91
Mn 0.47 0.86
Análise de componentes principais
Moda finaCOMPONENTE
1 - queimada 2 - solo
K 0.91 0.39
FPM 0.90 0.42
BC 0.89 0.41
Zn 0.87 0.48
S 0.80 0.48
Si 0.37 0.92
Fe 0.46 0.89
Ti 0.50 0.85
Água de chuva: coleta
Análise química Cromatografia iônica: fração solúvel
Compostos inorgânicos (aqui apresentados)
Compostos orgânicos: acetato, formato, etc.
ICP-MS: fração total (solúvel + insolúvel)
Concentrações médiasVolume Weighted Mean concentration in rainwater
0
5
10
15
20
25
30
35
H+ Cl Nitrate Sulfate Ca Mg Na K NH4
VW
M (
eq/
l)
VWM WET VWM DRY
Presença de ácidos minerais
Strong acids anions x H+
y = 1.23x + 125R2 = 0.69
0
500
1000
1500
2000
2500
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
H+ (meq/l)
SO4+
Cl+
NO
3 (m
eq/l)
Nitrato de Amônia presente
Nitrate x Ammoniun
y = 0.87x + 31R2 = 0.80
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 100 200 300 400 500
1:1
Sulfato de Amônia
Sulfate x Ammoniun
y = 0.69x - 4.9R2 = 0.72
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500 600
1:1
Análise de Componentes Principais
COMPONENTE
1a acidez 2a queimada 1 3a queimada 2 4a queimada 3
Stormsize 0.91 0.30 0.24 0.06H+ 0.79 0.28 0.09 0.52
Cloreto 0.77 0.23 0.53 0.15
Nitrato 0.70 0.46 0.37 0.34
Magnésio 0.22 0.90 0.33 0.08
Cálcio 0.33 0.79 0.23 0.38
Amônio 0.59 0.74 0.21 0.19
Sódio 0.23 0.15 0.95 0.09
Potássio 0.26 0.49 0.81 0.12
Sulfato 0.37 0.62 0.20 0.65
Conclusões: aerossóis Aerossóis
Domínio de BC na fração fina, e na massa total de particulado
Na fração grossa, um maior equilíbrio entre compostos originados de queimada e de solo
Conclusões: precipitação Chuvas com altas concentrações de
compostos inorgânicos com relação a estação chuvosa
<pH> = 4.5 é ácido, devido a grande contribuição de ácidos inorgânicos (nítrico e clorídico)
Sulfatos associados principalmente a H+ e a amônio