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